新款聲(sheng)波(bo)量(liang)計(ji)是以"速度差法"為(wei)原(yuan)理(li) ，能適應業(ye)現(xian)場(chang)的(de)環(huan)境(jing)

外(wai)夾(jia)式或者(zhe)管段(duan)式聲(sheng)波(bo)量(liang)儀表是以"速度差法"為(wei)原(yuan)理(li)，測量(liang)圓(yuan)管內(nei)液(ye)體量(liang)的(de)儀表。它(ta)采用(yong)了(le)的多(duo)脈(mai)沖(chong)、信(xin)號(hao)數字化處(chu)理(li)及(ji)糾(jiu)錯，使量(liang)儀表更(geng)能適應業(ye)現(xian)場(chang)的(de)環(huan)境(jing)，計(ji)量(liang)更(geng)方(fang)便(bian)、經(jing)濟(ji)、準確(que)。產品達到(dao)內(nei)外水(shui)平(ping)，可廣(guang)泛應用(yong)於(yu)石油、化、冶金(jin)、電力(li)、給(gei)排(pai)水(shui)等(deng)域(yu)。

優缺(que)點(dian)

優點(dian)

聲(sheng)波(bo)量(liang)計(ji)是種非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)儀表，它(ta)既(ji)可以測量(liang)大(da)管徑(jing)的(de)介(jie)質量(liang)也(ye)可以用(yong)於(yu)不(bu)易接觸(chu)和(he)觀察的介(jie)質的測量(liang)。它(ta)的(de)測量(liang)準(zhun)確(que)度很(hen)，幾(ji)乎不受(shou)被測介(jie)質的各種(zhong)參數的幹擾(rao)，尤(you)其可以解(jie)決其(qi)它儀表不(bu)能的強腐(fu)蝕性(xing)、非(fei)導(dao)電性(xing)、放射性(xing)及(ji)易燃(ran)易(yi)介(jie)質的量(liang)測量(liang)問(wen)題(ti)。

缺(que)點(dian)

現(xian)今所存在的(de)缺(que)點(dian)主(zhu)要是可測體的(de)溫(wen)度範圍受(shou)聲(sheng)波(bo)換能鋁及(ji)換能器(qi)與管道(dao)之(zhi)間(jian)的耦(ou)合材料(liao)耐溫程(cheng)度的(de)限制，以及溫(wen)下被(bei)測體傳(chuan)聲(sheng)速度的(de)原(yuan)始(shi)數據不。目前(qian)我只能用(yong)於(yu)測量(liang)200℃以下的(de)體。另(ling)外(wai)，聲(sheng)波(bo)量(liang)計(ji)的測量(liang)線(xian)路比(bi)般(ban)量(liang)計(ji)復雜。這是因(yin)為(wei)，般業(ye)計(ji)量(liang)中液(ye)體的(de)速(su)常常是每(mei)秒(miao)幾(ji)米，而(er)聲(sheng)波(bo)在液(ye)體中的(de)傳(chuan)播速(su)度約(yue)為(wei)1500m/s左右，被測體速(su)(量(liang))變化(hua)帶給(gei)聲(sheng)速的(de)變化(hua)量(liang)大(da)也(ye)是10-3數量(liang).若(ruo)要(yao)求(qiu)測量(liang)速(su)的(de)準(zhun)確(que)度為(wei)1%，則(ze)對聲(sheng)速的(de)測量(liang)準(zhun)確(que)度需(xu)為(wei)10-5~10-6數量(liang)，因(yin)此(ci)有善(shan)的(de)測量(liang)線(xian)路才能實現(xian)，這(zhe)也(ye)正是聲(sheng)波(bo)量(liang)計(ji)只有(you)在(zai)集成(cheng)電路迅(xun)速(su)發展的前(qian)題(ti)下才能得到(dao)實(shi)際應用(yong)的(de)原(yuan)因(yin)。

聲(sheng)波(bo)量(liang)計(ji)由聲(sheng)波(bo)換能器(qi)、電子(zi)線(xian)路及量(liang)顯(xian)示和(he)累積系統(tong)三(san)分(fen)組(zu)成(cheng)。聲(sheng)波(bo)發射換能器(qi)將(jiang)電能轉換為(wei)聲(sheng)波(bo)能量(liang)，並(bing)將(jiang)其發(fa)射到(dao)被(bei)測體中，接(jie)收(shou)器(qi)接收(shou)到(dao)的(de)聲(sheng)波(bo)信號(hao)，經(jing)電(dian)子線(xian)路放大並(bing)轉換為(wei)代(dai)表(biao)量(liang)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)供(gong)給(gei)顯(xian)示和(he)積算(suan)儀表行(xing)顯(xian)示和(he)積算(suan)。這(zhe)樣(yang)就實(shi)現(xian)了(le)量(liang)的(de)檢(jian)測和(he)顯示。

聲(sheng)波(bo)量(liang)計(ji)換能器(qi)的壓(ya)電(dian)元(yuan)件常做成(cheng)圓形(xing)薄片(pian)，沿(yan)厚(hou)度振(zhen)動(dong)。薄片(pian)直(zhi)徑(jing)過厚(hou)度的(de)10倍(bei)，以保證(zheng)振(zhen)動(dong)的方(fang)向性(xing)。壓(ya)電元(yuan)件材料(liao)多(duo)采用(yong)鋯(gao)鈦酸鉛(qian)。為(wei)固(gu)定(ding)壓(ya)電元(yuan)件，使聲(sheng)波(bo)以合適的角(jiao)度射入到(dao)體中，需(xu)把(ba)元(yuan)件放入聲(sheng)楔中，構(gou)成(cheng)換能器(qi)整(zheng)體(又稱(cheng)探頭(tou))。聲(sheng)楔的(de)材料(liao)不(bu)僅要求強度、耐老化(hua)，而(er)且要求(qiu)聲(sheng)波(bo)經聲(sheng)楔後(hou)能量(liang)損失小(xiao)即(ji)透(tou)射系數接近(jin)1。常用(yong)的(de)聲(sheng)楔材料(liao)是有機(ji)玻璃(li)，因(yin)為(wei)它透(tou)明(ming)，可(ke)以觀察到(dao)聲(sheng)楔中壓(ya)電(dian)元(yuan)件的(de)組(zu)裝情(qing)況。另外(wai)，某些橡膠(jiao)、塑料(liao)及(ji)膠(jiao)木也(ye)可作(zuo)聲(sheng)楔材料(liao)。

測量(liang)原(yuan)理(li)

當聲(sheng)波(bo)束在液(ye)體中傳(chuan)播時，液(ye)體的(de)動(dong)將(jiang)使傳播時間(jian)產生(sheng)微(wei)小(xiao)變化(hua)，並且其傳(chuan)播時間(jian)的變化(hua)正比(bi)於(yu)液(ye)體的(de)速(su)，其關系符合(he)下列(lie)表(biao)達式

其(qi)中

θ為(wei)聲(sheng)束與液(ye)體動(dong)方(fang)向的夾角(jiao)

M 為(wei)聲(sheng)束在液(ye)體的(de)直(zhi)線(xian)傳播次(ci)數

D 為(wei)管道(dao)內(nei)徑(jing)

Tup 為(wei)聲(sheng)束在正方(fang)向上(shang)的傳播時間(jian)

Tdown為(wei)聲(sheng)束在逆方(fang)向上(shang)的傳播時間(jian)

ΔT=Tup –Tdown

設靜(jing)止(zhi)體中的(de)聲(sheng)速為(wei)c，體動(dong)的(de)速度為(wei)u，傳播距(ju)離為(wei)L，當聲(sheng)波(bo)與體動(dong)方(fang)向致(zhi)時(即(ji)順(shun)方(fang)向)，其傳播速(su)度為(wei)c+u;反之(zhi)，傳播速(su)度為(wei)c-u.在相(xiang)距(ju)為(wei)L的兩(liang)處(chu)分(fen)別(bie)放置(zhi)兩(liang)組(zu)聲(sheng)波(bo)發生(sheng)器(qi)和(he)接收(shou)器(qi)(T1,R1)和(he)(T2,R2)。當T1順(shun)方(fang)向，T2逆方(fang)向發射聲(sheng)波(bo)時，聲(sheng)波(bo)分(fen)別(bie)到(dao)達接收(shou)器(qi)R1和(he)R2所需要的時間(jian)為(wei)t1和(he)t2,則(ze)

t1=L/(c+u); t2=L/(c-u)

由(you)於(yu)在(zai)業(ye)管道(dao)中，體的(de)速(su)比(bi)聲(sheng)速小(xiao)的多(duo)，即(ji)c>>u,因(yin)此(ci)兩(liang)者的(de)時間(jian)差為(wei) ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此(ci)可(ke)知，當聲(sheng)波(bo)在體中的(de)傳(chuan)播速(su)度c已(yi)知時，只要(yao)測出時間(jian)差▽t即(ji)可(ke)求(qiu)出速u，而(er)可求(qiu)出量(liang)Q。利(li)用(yong)這(zhe)個(ge)原(yuan)理(li)行(xing)量(liang)測量(liang)的(de)方(fang)法(fa)稱(cheng)為(wei)時差法。此外還可(ke)用(yong)相(xiang)差法、頻(pin)差法等(deng)。