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多普勒流量計(jì)的構(gòu)成及基本性能特點(diǎn)
關(guān)鍵字：多普勒超聲流量計(jì),超聲流量計(jì),流量計(jì) 日期：2012-9-20 8:33:25
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這里介紹一種單頻率多普勒超聲流量計(jì)，它由超聲流量傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。圖1所示
是整機(jī)方框圖。傳感器由一對(duì)帶聲楔的超聲換能器和標(biāo)準(zhǔn)管段組成，超聲換能器是插入式
的。在發(fā)射器上產(chǎn)生一定的連續(xù)波頻率ƒt，經(jīng)放大后加在發(fā)射換能器T上。T所發(fā)射的超聲
波通過(guò)聲楔傳遞到液體中，照射在流體氣泡或顆粒上。接收換能器有良好的指向性，所接
收到的散射波信號(hào)基本上是從管的中心附近區(qū)域反射來(lái)的。信號(hào)經(jīng)放大與f混頻，檢波放大，
得到了接收頻率fr和ft的差值，即ƒd。這個(gè)多普勒頻率ƒd乘上補(bǔ)償系數(shù)K，得到平均流速υ，
再乘以管的截面積求得流量。
圖1 單頻多普勒超聲流量計(jì)方框圖
單、雙頻率多普勒超聲流量計(jì)的基本技術(shù)性能見(jiàn)表1。
雙頻多普勒流量是新出現(xiàn)的產(chǎn)品，以SX-40型為主要代表。其變送器使換能器間斷地短
時(shí)間產(chǎn)生兩個(gè)不同頻率的連續(xù)波聲信號(hào)。所產(chǎn)生的多普勒信號(hào)與原頻率會(huì)有固定的頻差，
噪聲則沒(méi)有。將兩個(gè)多普勒信號(hào)重疊、提升，經(jīng)信息處理后，獲得多普勒頻移fd，計(jì)算出
來(lái)流速或流量。這種新型多普勒流量計(jì)能抗噪聲，并使測(cè)量精確度明顯提高，見(jiàn)表1。
表1 單、雙頻多普勒流量計(jì)的技術(shù)性能
四、特點(diǎn)
實(shí)用的多普勒流量計(jì)不僅有本章第一節(jié)二中所述的特點(diǎn)，還有其自身的優(yōu)點(diǎn)。
①?zèng)]有零點(diǎn)漂移。由于fd正比于υ，在流體靜止時(shí)，不產(chǎn)生多普勒頻移。因此，變
送器顯示單元不出現(xiàn)零點(diǎn)漂移。
②不受聲信號(hào)幅度變化影響。聲信號(hào)在流體中傳播時(shí)會(huì)衰減，受擾動(dòng)而起伏。盡
管幅度變化，但發(fā)射和接收頻率卻不受影響。雙頻率多普勒法更具有抗干擾噪聲的能力。
③分辨力好。由于發(fā)射頻率ft選擇較高，對(duì)于所測(cè)流速可以得到較高的fd，因此分
辨力較好。例如ft為2MHz，θ角為60。，v為Im/s時(shí)，fd約為1.33kHz，IHz約為0. 7mm/s。
④雙頻多普勒超聲流量計(jì)測(cè)量精確度已達(dá)1%。雖然比不上時(shí)差法，但是其儀表價(jià)格相
對(duì)要低。
⑤測(cè)量與流體聲速無(wú)關(guān)。
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