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多普勒流量計的構成及基本性能特點
關鍵字：多普勒超聲流量計,超聲流量計,流量計 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，它由超聲流量傳感器和轉換器組成。圖1所示
是整機方框圖。傳感器由一對帶聲楔的超聲換能器和標準管段組成，超聲換能器是插入式
的。在發射器上產生一定的連續波頻率ƒt，經放大后加在發射換能器T上。T所發射的超聲
波通過聲楔傳遞到液體中，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
收到的散射波信號基本上是從管的中心附近區域反射來的。信號經放大與f混頻，檢波放大，
得到了接收頻率fr和ft的差值，即ƒd。這個多普勒頻率ƒd乘上補償系數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方框圖
單、雙頻率多普勒超聲流量計的基本技術性能見表1。
雙頻多普勒流量是新出現的產品，以SX-40型為主要代表。其變送器使換能器間斷地短
時間產生兩個不同頻率的連續波聲信號。所產生的多普勒信號與原頻率會有固定的頻差，
噪聲則沒有。將兩個多普勒信號重疊、提升，經信息處理后，獲得多普勒頻移fd，計算出
來流速或流量。這種新型多普勒流量計能抗噪聲，并使測量精確度明顯提高，見表1。
表1 單、雙頻多普勒流量計的技術性能
四、特點
實用的多普勒流量計不僅有本章第一節二中所述的特點，還有其自身的優點。
①沒有零點漂移。由于fd正比于υ，在流體靜止時，不產生多普勒頻移。因此，變
送器顯示單元不出現零點漂移。
②不受聲信號幅度變化影響。聲信號在流體中傳播時會衰減，受擾動而起伏。盡
管幅度變化，但發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。由于發射頻率ft選擇較高，對于所測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，fd約為1.33kHz，IHz約為0. 7mm/s。
④雙頻多普勒超聲流量計測量精確度已達1%。雖然比不上時差法，但是其儀表價格相
對要低。
⑤測量與流體聲速無關。
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