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详细介绍

国产超声波流量计—结构
超声波流量传感器的结构主要由安装在测量管道上的（或由换能器和测量管组成的超声流量传感器）和转换器组成。转换器在结构上分为固定盘装式和便携式两大类。换能器和转换器之间由专用信号传输电缆连接，在固定测量的场合需在适当的地方装接线盒。夹装式换能器通常还需配用安装夹具和耦合剂。

国产超声波流量计—特点
1）超声波换能器可以安装在管道外壁上，不会对管内流体的流动带来影响，实现不接触测量；可以解决其他流量传感器难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性流体的流量测量；
2）夹装式换能器的超声波流量传感器可无需停流截管安装，只要在管道外部安装换能器即可；
3）超声波流量测量为无流动阻挠测量，无额外压力损失。；
4）量程范围宽，其范围度一般可达20：1；
5）根据管道直径设置足够长的直管段；
6）流量传感器的仪表系数是可从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得的，既可采用干法标定，除带测量管段式外一般不需作实流校验。在无法实现实流校验的情况下可优先选择超声波流量传感器。
7）流速沿管道的分布情况会影响测量结果，超声波流量计测得的流速与实际平均流速之间存在一定差异，而且与雷诺数有关，需要进行修正。
但是流体的声速是温度的函数，流体的温度变化会引起测量误差；只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体；外夹装换能器的超声波流量传感器不能用于场合：衬里或结垢太厚的管道，否则带来较大的流量误差；不能用于衬里（或锈层）与内管壁剥离的管道，因为有气体会严重衰减超声信号，不能用于锈蚀严重的管道，因为锈蚀会改变超声传播路径。

国产超声波流量计—多普勒流量测量
多普勒流量测量所依据的原理是物理学中的多普勒效应。多普勒效应描述为：波源与观察者相对于介质都是静止的，观察者接受到的波的频率与波源的频率相同。如果波源或观察者或两者同时相对于介质运动时，观察者接受到的波的频率和波源的频率就不相同了。

国产超声波流量计—超声波多普勒流量测量原理
多普勒流量测量是利用声学多普勒效应进行流量测量的，波源为超声波发射换能器，观察者为超声波接收换能器。
将多普勒效应直接应用于流速测量，无异于要求发射器和接收器二者之一必须随同被测流体一起运动，但这是不现实的。为了利用多普勒效应测量流速，必须使发射器和接收器都固定，而充分利用流体中的随流体一起运动的颗粒。
当超声波发射换能器向被测流体发射固定频率的超声波，由于流体中的悬浮粒子或气泡（称为散射体）对声波的散射作用，接收换能器接收到的是散射体所产生的散射波，其频率与被测流体的流速有关，通过测量发射波和接收波的频率差，可以计算出被测流体的流速和流量。多普勒流量传感器为反射式流量传感器，只有当超声波能被流体中的颗粒或气泡反射回来时，才能进行测量。

国产超声波流量计—非满管超声波流量传感器
对于非满管的流体，如果使用电磁流量传感器则必须在管道的截面至少增加两对电极，而测量精度也较差。而利用超声波则可方便地对非满管流体的流量进行。美国dynasonics非满管式超声波流量传感器由液位传感器和流速传感器组成。它的测量原理是：
液位传感器向管道中发射出超声波脉冲，并且准确接收反射脉冲，从而根据往返的传播时间和超声波在水中的传播速度得到液位高度，从而计算出流体的横截面。
流速传感器向管道液体中发射超声波脉冲，并且准确接收反射脉冲。利用多普勒原理，脉冲在流体中的频率变化值和流速成正比。
即得到流速值
根据体积流量 =流体横截面×流速。
该非满管式流量传感器的精度高，可达±2%满量程；重复性好，为满量程的±1%；使用于200-3000mm 管径内径的流量测量。
特点
1）多普勒超声波流量传感器具有一般超声波流量传感器的优点；
2）多普勒超声波流量传感器可测量固相含量较多或含有气泡的液体，不能用于不含固体微粒或气泡的流体的流量测量；
3）实际上多普勒频移信号来自速度参差不一的散射体，而所测得各散射体速度和载体液体平均流速间的关系也有差别。其他参量如散射体粒度大小组合与流动时分布状况，散射体流速非轴向分量，声波被散射体衰减程度等均影响频移信号；
4）测量准确度易于受流体中散射体的浓度、大小、流动状态等因素的影响，需要进行现调校。

国产超声波流量计—微波多普勒流量测量
微波多普勒流量传感器可用于测量封闭输送管道中的流体、粉末或颗粒的流速和流量。它具有响应速度快、不影响流动场、牢固可靠等优点。
微波多普勒流量传感器是利用声学多普勒效应进行流量测量的。当由微波天线对准被测管道发射一束频率一定的微波时，管道内运动流体中的微粒、气泡或两相流中的运动微粒都会对微波产生散射，由接收天线接收到的发射微波频率与发射频率不同，其差值称为多普勒频移。
当微波的传播速度远大于物体的运动速度时，微波多普勒频移正比于运动微粒的运动速度。由于微粒运动的随机性，接收天线获得的多个微粒的多个频率的频差信号，经过混频后得到多普勒频移信号。该频移正比于微粒流速，也就是流体的流速。
此外在气粉两相流的测量中，由于散射波的功率信号与粉粒的浓度存在一定关系，所以，采用一定的方法对散射波进行处理，不仅能够测量被测流体的流速，还可以得到关于流体混合物浓度的信息。

国产超声波流量计—激光多普勒流量测量
激光多普勒流量测量是利用运动物体散射光线的光学多普勒效应进行流量测量的，波源为光源，观察者为光接收器。当激光照射到跟随流体一起运动的微粒上时，激光被运动着的微粒所散射。和入射光的频率相比较，散射光的频率有正比于流体速度的频率偏移，测量这个频率偏移，就可以测得流体速度。
为了利用多普勒效应测量流速，必须使光源和光接收器都固定，而充分利用流体中的随流体一起运动的微粒。由于微粒对入射光的散射所用，当它接收到频率为的入射光的照射之后，也会以一定的频率向四周散射。这样随流体一起运动着的微粒既作为入射光的光源，又作为散射光的光光源，向固定的光接收器发射出散射。固定的光接收器所接收到的微粒散射光频率，将不同于光源发射出的光频率，两者之间同样会产生的多普勒频移。
只要入射激光波长一定，入射光与微粒到光接收器的散射光方向之间的夹角一定时，那么，多普勒频移与微粒成简单的线性关系。测量多普勒频移，可求得运动速度，从而乘以管道截面积就可得出流体的瞬时体积流量。
激光多普勒技术具有非接触测量、不干扰测量对象、测量装置可远离被测流体、空间分辨率高等优点，可用于测量某些不适于或不可能用其他方法来测量的流体速度或湍流。
激光多普勒测速技术是流体力学中已经广泛应用的测量技术，它具有分辨率高、没有电感应噪声等优点。可在此基础上采用光纤传输，将大大改善多普勒光学系统的结构，使其变得灵活和小型化，从而使系统工作更可靠，提高测量的分辨能力。

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