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超声波流量计声速值怎么查

发布时间:2023-04-05 18:45:35

⑴ 求超声波流量计的测量原理简介

一、定义
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
二、工作原理
超声波流量计根据对信号检测的原理可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
超声波流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的流量计之一。
1、时差法
当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,并且其传播时间的变化正比于液体的流速,其关系符合下列表达式:
其中
θ为声束与液体流动方向的夹角
M
为声束在液体的直线传播次数
D
为管道内径
Tup
为声束在正方向上的传播时间
Tdown为声束在逆方向上的传播时间
ΔT=Tup
–Tdown
设静止流体中的声速为c,流体流动的速度为u,传播距离为L,当声波与流体流动方向一致时(即顺流方向),其传播速度为c+u;反之,传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向,T2逆方向发射超声波时,超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则
t1=L/(c+u)
t2=L/(c-u)
由于在工业管道中,流体的流速比声速小的多,即c>>u,因此两者的时间差为
▽t=t2-t1=2Lu/cc
由此可知,当声波在流体中的传播速度c已知时,只要测出时间差▽t即可求出流速u,进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。
2、相差法原理
如果超声波发射器发射连续超声脉冲或周期较长的脉冲列,则在顺流和逆流发射时所接收到的信号之间便要产生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中,w为超声波角频率。当测得▽O时即可求出u,进而求得流量Q。此法用测量相位差▽O代替了测量微小的时差▽t,有利于提高测量精度。但存在着声速c对测量结果的影响。
3、频差法原理
为了消除声速c的影响,常采用频差法。由前可知,上、下游接收器接受到的超声波的频率之差为▽f可用下式表示
▽f=[(c+u)/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知,只要测得▽f就可求得流量Q,并且此法与声速无关。

⑵ 简述超声波声速测定的方法有哪些

声速测量的方法 方法1:测量声音的速度还有一种利用回音来测量的方法:所谓回声,就是声音在传播的过程中碰到高大的障碍物被反射了回来,那么我们就可以根据这样的原理,站在离高墙较远的地方(事先测出你到高墙的距离)大声地喊一下,在你喊的同时按下秒表,当你听到自己的回声再按一下秒表,这样一来,你的喊声从你那儿到高墙打了一个来回,你只要把上面说的你跟高墙的距离除以测得的时间的一半,这声音的速度也就出来了(这里要注意的是因为人能分辨出自己的回声的时间间隔要超过0.1秒,声音有传播速度是340米每秒,所以你与墙的距离,至少不得少于17米才行,而且中间还不能有障碍物)。 二、现代大学实验室中测量方法 测量声速最简单、最有效的方法之一是利用声速v 、振动频率f和波长λ之间的基本关系,即实验时用结构相同的一对(发射器和接收器)超声压电陶瓷换能器,来作声压与电压之间的转换。利用示波器观察超声波的振幅和相位,用振幅法和相位法测定波长,由示波器直接读出频率f。 方法1::共振干涉法 由发射器发出的声波近似于平面波。经接收器反射后,波将在压电陶瓷换能器的两端面间来回反射并且叠加。当两个换能器之间的距离等于半波长的整数倍时发生共振,产生共振驻波现象,波幅达到极大。由纵波的性质可以证明,振动位移处于波节时,则声压是处于波腹。接收器端面近似为一波节,接收到的声压最大,经接收器转换成的电 信号也最强。声压变化和接收器位置的关系可从实验中测出,当接收器端面移动到某个共振位置时,示波器上会出现最强的电信号,如果继续移动接收器,将再次出现最强的电信号,两次共振位置之间的距离即为1/2λ 。 方法2:相位比较法 波是振动状态的传播,也可以说是相位的传播。沿传播方向上的任何两点,其振动状态相同,或者说其相位差为2π的整数倍时两点间的距离应等于波长λ的整数倍,利用这个公式可测量波长。由于发射器发出的是近似于平面波的超声波,当接收器端面垂直于波的传播方向时,其端面上各点都具有相同的相位。沿传播方向移动接收器时,总可以找到一个位置使得接收到的信号与发射的信号同相。移过的这段距离必然等于超声波的波长λ 。为了判断相位差并且测定波长,可以利用双踪示波器直接比较发射的信号和接收的信号,同时沿传播方向移动接收器寻找同相点。也可以利用利萨如图形寻找同相时椭圆退化为斜直线的点。 方法3:时差法 即用比传统方法更精确的仪器测出声波传播一定距离所用的时间

⑶ 超声声速的测定实验步骤

超声声速的测定实验步骤是:(1)按照驻波法测声速原理连接电路。

(2)将换能器调至水平,在信号源中闷轿设定合适的正弦波形,记录波形频率,输出信号,调节换能器两端子的距离,使示波器显示的峰值最大,记录此时的距离。

(3)不断增大两端子距离,并微调卡尺,记录每次使得波形最大时的距离。

(4)分析数据,利用公式V=f λ,计算声速。

用相位法测波长和声速

(1)按相位法测声速原理,依下图正确连线。

(2)信号发生器调节,选择超声波频率,约35KHZ,选择合适的波幅,输入正弦波。

(4)测蚂薯肆量时,将S2从S1缓慢移开,依次记录下屏上每次出现直线时所对应的X1,X2,X3,…,Xn 共10个值

(5)分析处理数据,利用公式V=f λ,计算声速。

⑷ 超声波流量计的测量方法

超声波流量计一般常用的有两种测量方式,第一种是非接触测量,意思是只要在既设管道外部安装上转换器即可,这一非接触式在用于一些自来水、纯水、药液、食用油等一些较干净无污染的工况中使用的较为广泛,都是不直接接触到被测介质的。

第二种常用的测量方式是适用于一些大型圆形管道和矩形管道,且原理上不不受管径限制、它对于大型管道不仅带来方便,可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案,可以解决一些特殊的测量问题。

⑸ 在超声波流量计参数设置中,我需要知道46#汽轮机油的流体声速和粘度系数各为多少谢谢~

声速1171m/s,粘度0.8,如有其它问题也欢迎联系。

⑹ 超声波流量计的测量原理

当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,并且其传播时间的变化正比于液体的流速,其关系符合下列表达式
其中
θ为声束与液体流动方向的夹角
M 为声束在液体的直线传播次数
D 为管道内径
Tup 为声束在正方向上的传播时间
Tdown为声束在逆方向上的传播时间
ΔT=Tup –Tdown
设静止流体中的声速为c,流体流动的速度为u,传播距离为L,当声波与流体流动方向一致时(即顺流方向),其传播速度为c+u;反之,传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向,T2逆方向发射超声波时,超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则
t1=L/(c+u); t2=L/(c-u)
由于在工业管道中,流体的流速比声速小的多,即c>>u,因此两者的时间差为 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知,当声波在流体中的传播速度c已知时,只要测出时间差▽t即可求出流速u,进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。 如果超声波发射器发射连续超声脉冲或周期较长的脉冲列,则在顺流和逆流发射时所接收到的信号之间便要产生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中,w为超声波角频率。当测得▽O时即可求出u,进而求得流量Q。此法用测量相位差▽O代替了测量微小的时差▽t,有利于提高测量精度。但存在者声速c对测量结果的影响。 为了消除声速c的影响,常采用频差法。由前可知,上、下游接收器接受到的超声波的频率之差为▽f可用下式表示 ▽f=[(c+u)/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知,只要测得▽f就可求得流量Q,并且此法与声速无关。超声波技术及其应用一、没测量水位概况
水电站多采用浮子式液位计或投入式液位计来进行水位测量。其缺点为:测量精度低,不可靠,经常出现浮子卡死不动和传感器堵塞导致测不准;维护工作量大,安装、调试不便,采集到的仅是模拟告警信号,不能直接进入电厂计算机监控系统。对无人值班电厂不实用。
通过对拦污栅水位测量系统进行了反复对比,优化得出最后的方案设计,采用超声波液位计对栅前、栅后水位进行实时准确监测,超声波液位计用PLC对采集量进行处理。并且把实时水位和压差数据送到中控室,超声波液位计显示和越限报警。超声波液位计同时采用RS422/RS232接口,又把实时数据送到大坝集中控制室工控机,处理成计算机通信报文,最终将采集量送到电厂计算机监控系统上位机。
该项目实施后不仅满足栏污栅栅前、栅后水位及压差的多点实时监测,及报警功能,而且结束了拦污栅测量系统独立工作,无法与电厂计算机监控系统通讯的局面。实现与闸门系统的监视功能、控制功能以及故障时ON-CALL寻呼系统功能的集成。满足了无人值班电站的需要。该技术在云南省电力系统还是第一家。 超声波液位计测量水位的原理以及安装要求 超声波液位计工作时,高频脉冲声波由换能器(探头)发出,遇被测物体(水面)表面被反射,折回的反射回波被同一换能器(探头)接收,转换成电信号。脉冲发送和接收之间的时间(声波的运动时间)与换能器到物体表面的距离成正比,声波传输的距离S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示:S=CⅩT/2
例如:声速C=344m/s,传输时间为50ms,即可算出传输的距离为17.2m,测定距离为8.6m。
三.可编程超声波式拦污栅水位测量系统在田坝电站应用产生的效果
用超声波液位计测量大坝水位在当今国内尚不普遍,技术上尚无经验可以借鉴。在这样的情况下,我们充分利用PLC与超声波液位计这一领域的先进技术,按照总体规划,长远考虑,一次到位,避免重复改造,重复投资的这一原则,对该项目进行自行设计,全面顺利地完成了这一课题。在该领域取得了较有价值的经验。为目前我国国内水电站实现对大坝水位监测系统提供了一个可以借鉴的范例。

⑺ 超声波流量计介绍 简明扼要,你易懂

管段式超声波流量仪表是以“速度差法”为原理,测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术,使流量仪表更能适应工业现场的环境,计量更方便、经济、准确。下面为大家介绍超声波流量计相关特性供参考。




一、介绍

1、定义

超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。

2、原理

根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

超声流量计和超声波流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,它是发展迅速的一类流量计之一。

超声波流量计采用时差式测量原理:一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后,被另一个探头接收到,同时,第二个探头同样发射信号被第一个探头接收到,由于受到介质流速的影响,二者存在时间差Δt,根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V=(C2/2L)×Δt,进而可以得到流量值Q。




二、优缺点

1、优点

超声波流量计是一种非接触式仪表,它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高,几乎不受被测介质的各种参数的干扰,尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

2、缺点

现今所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制,以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外,超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为,一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米,而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右,被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量最大也是10-3数量级.若要求测量流速的准确度为1%,则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级,因此必须有完善的测量线路才能实现,这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。

超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号,经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。

超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应,采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上,使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播,然后由接收换能器接收,并经压电元件变为电能,以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应,而接收换能器则是利用压电效应。

超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片,沿厚度振动。薄片直径超过厚度的10倍,以保证振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件,使超声波以合适的角度射入到流体中,需把元件故人声楔中,构成换能器整体(又称探头)。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化,而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。常用的声楔材料是有机玻璃,因为它透明,可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外,某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。




三、特点

◆独特的信号数字化处理技术,使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。

◆无机械传动部件不容易损坏,免维护,寿命长。

◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。

◆智能化标准信号输出,人机界面友好、多种二次信号输出,供您任意选择。

◆管段式小管径测量经济又方便,测量精度高。





以上对超声波流量计做了介绍,现在对超声波流量计了解了吗?更多请继续关注土巴兔装修网。

⑻ 怎么判断超声波流量计的标准S型传感器是否好坏

1.先将探头和主机连接,精确并正确的安装到适合的管道上,
2.此时通过主机查看能否测量,如果可以,那就查看声速、信号值、信噪比、综合信噪比,有条件的话可以比对一下流量。如果一切正常,那么探头完好,如果误差过大,那就是探头的问题了。
3.如果无法测量,那就将探头接入另一台主机,如果还是不能用的话,那就是探头的问题了。
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⑼ 超声波声速的测定实验结果

超声波声速的测定实验结果是发声距离93m。

实验内容:

1、将测试方法设置到连续方式,按下CH1开关,调节示波器,能清楚地观察到同步的正弦波信号。

2、调节专用信号源上的“发射强度”旋钮,使其输出电压在20VP-P左右,然后将换能器测试仪接线盒上的接收端接至示波器,将两声能转换探头靠近,按下CH2开关,调整信号频率,观察接收波的电压幅度变化,在某一频率点处电压幅度最大,此频率即是压电换能器S1、S2相匹配的频率点。

3、改变S1、S2的距离,使示波器的正弦波振幅最大,再次调节正弦信号频率,直至示波器显示的正弦波振幅达到最大值。记录此频率f。

⑽ 超声声速测定仪怎么读数

三种测试方法测试声速
三种测试方法测试声速一、实验目的掌握测量声速的几种方法实际测量声速二、实验仪器SV—DH系列声速测试仪为观察、研究声波在不同介质中传播现象,测量这些介质中声波传播速度的专用仪器。它们都由声速专用测试架及专用信号源二部分组成。仪器可用于大学基础物理实验。SV—DH系列声速测试仪不但覆盖了基础物理声速实验中常用的二种测试方法,而且,在上述常规测量方法基础上还可以用工程中实际使用的声速测量方法时差法进行测量.在时差法工作状态下,使用示波器,可以非常明显、直观地观察声波在传播过程中经过多次反射、叠加而产生的混响波形。型号与组成SV-DH系列声速测试仪是由声速测试仪(测试架)和声速测试仪信号源二个部分组成.下列声速测试仪都可增加固体声速测量装置,用于固体声速的测量。对于声速测试架,有以下型号:SV—DH—3型声速测定仪(支架式、千分尺读数);SV—DH-3A型声速测定仪(支架式、数显容栅尺读数);SV—DH—5型声速测定仪(液槽式、千分尺读数);SV—DH—5A型声速测定仪(液槽式、数显容栅尺读数);SV—DH—7型声速测定仪(液槽可脱卸、千分尺读数).SV—DH—7A型声速测定仪(液槽可脱卸、数显容栅尺读数)。对于信号源,有以下型号:SVX—3型声速测定信号源(频率范围20kHz~45kHz,带时差法测量脉冲信号源);SVX—5型声速测定信号源(频率范围20kHz~45kHz,带时差法测量脉冲信号源);SVX—7型通用信号源(频率范围50Hz~50KHz、带时差法测量脉冲信号源);图1列出SVX—5、SVX-7声速测试仪信号源面板,图2为声速测试仪外形示意图.图1 SVX-5、SVX—7声速测试仪信号源面板调节旋钮的作用:信号频率:用于调节输出信号的频率;发射强度:用于调节输出信号电功率(输出电压);接收增益:用于调节仪器内部的接收增益。
图2 声速测试架外形示意图主要技术参数1. SV—DH声速测试仪1。1 环境适应性:工作温度10~35℃;相对湿度25~75%。1。2 抗电强度:仪器能耐受50Hz正弦波500V电压1min耐压试验。1.3 配对压电陶瓷换能器:谐振频率:35±3kHz;可承受的连续电功率不小于15W.1。4 两换能器之间测试距离:50~280mm(支架式)、50~350mm(水槽式)1。5 外形:测试架外形尺寸:480

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