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時差式超聲波流量計工作原理
作者:硬度計服務商創誠致佳
發布時間:2025-06-10
時差式超聲波流量計基于超聲波在流體中順逆流傳播的時間差實現流量測量，其核心工作原理及技術要點如下：
?? ? 一、工作原理?。
?雙向聲波傳播?：
在管道兩側對稱安裝超聲波換能器(發射/接收一體)，交替發射超聲波脈沖：
?順流方向?：聲波傳播時間 t1=L/c+vcosθ
逆流方向?：聲波傳播時間 t2=L/c?vcosθ
其中 L為聲程，c 為靜態流體聲速，v 為流體流速，θ 為聲束與管軸的夾角。
?時間差測算?：
計算順逆流時間差 Δt=t2?t1Δt=t2?t1，化簡得：
Δt=2Lvcosθ/(c2?v2cos2θ)
當 c?v 時，近似為 Δt≈2Lvcosθ/c2。
?流量計算?：
流速 v=Δt?c2/2Lcosθ，結合管道截面積 A 得流量 Q=v?AQ=v?A 。
?二、關鍵技術實現?。
? 高精度計時電路?：測量微秒級時間差(典型分辨率 0.1ns)，保證±0.5%精度。
? 多聲道布局?：大型管道采用2-8組換能器，覆蓋不同流層，消除流速分布不均誤差。
? 聲路角優化?：固定θ=45°(標準設計)，平衡時間差靈敏度與信號衰減。
? 溫度/壓力補償? ：內置傳感器實時修正聲速cc(聲速受介質溫壓影響)。
?三、適用場景與限制?。
?優勢領域?：清潔均質流體(水、油品、超純水)，管徑覆蓋 ?DN15–DN6000mm? ;無壓損、無接觸測量，適用腐蝕性/高純度介質。
?局限性?：含大量氣泡或固體顆粒(濁度>5%)的流體因聲波散射導致信號衰減;直管段要求：上游≥10D、下游≥5D(D為管徑)，避免紊流干擾。
時差式超聲波流量計以 ?時間差ΔT? 為直接測量量，通過聲路幾何優化與多聲道融合技術，實現工業級高精度流量監測，成為清潔流體計量的主流方案。
北京創誠致佳科技有限公司專業從事分析測試儀器設備的研發、生產制造、市場開發、國際貿易、銷售及技術服務。
