新款聲波量計(jì)是以"速度差法"為原理 ，能適應(yīng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境
外夾式或者管段式聲波量?jī)x表是以"速度差法"為原理，測(cè)量圓管內(nèi)液體量的儀表。它采用了的多脈沖、信號(hào)數(shù)字化處理及糾錯(cuò)，使量?jī)x表更能適應(yīng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，計(jì)量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確。產(chǎn)品達(dá)到內(nèi)外水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化、冶金、電力、給排水等域。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
聲波量計(jì)是種非接觸式儀表，它既可以測(cè)量大管徑的介質(zhì)量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測(cè)量。它的測(cè)量準(zhǔn)確度很，幾乎不受被測(cè)介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易介質(zhì)的量測(cè)量問(wèn)題。
缺點(diǎn)
現(xiàn)今所存在的缺點(diǎn)主要是可測(cè)體的溫度范圍受聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及溫下被測(cè)體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不。目前我只能用于測(cè)量200℃以下的體。另外，聲波量計(jì)的測(cè)量線路比般量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)?，般業(yè)計(jì)量中液體的速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測(cè)體速(量)變化帶給聲速的變化量大也是10-3數(shù)量.若要求測(cè)量速的準(zhǔn)確度為1%，則對(duì)聲速的測(cè)量準(zhǔn)確度需為10-5~10-6數(shù)量，因此有善的測(cè)量線路才能實(shí)現(xiàn)，這也正是聲波量計(jì)只有在集成電路迅速發(fā)展的前題下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。
聲波量計(jì)由聲波換能器、電子線路及量顯示和累積系統(tǒng)三分組成。聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為聲波能量，并將其發(fā)射到被測(cè)體中，接收器接收到的聲波信號(hào)，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表量的電信號(hào)供給顯示和積算儀表行顯示和積算。這樣就實(shí)現(xiàn)了量的檢測(cè)和顯示。
聲波量計(jì)換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動(dòng)。薄片直徑過(guò)厚度的10倍，以保證振動(dòng)的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使聲波以合適的角度射入到體中，需把元件放入聲楔中，構(gòu)成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強(qiáng)度、耐老化，而且要求聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數(shù)接近1。常用的聲楔材料是有機(jī)玻璃，因?yàn)樗该?，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
測(cè)量原理
當(dāng)聲波束在液體中傳播時(shí)，液體的動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化，并且其傳播時(shí)間的變化正比于液體的速，其關(guān)系符合下列表達(dá)式
其中
θ為聲束與液體動(dòng)方向的夾角
M 為聲束在液體的直線傳播次數(shù)
D 為管道內(nèi)徑
Tup 為聲束在正方向上的傳播時(shí)間
Tdown為聲束在逆方向上的傳播時(shí)間
ΔT=Tup –Tdown
設(shè)靜止體中的聲速為c，體動(dòng)的速度為u，傳播距離為L(zhǎng)，當(dāng)聲波與體動(dòng)方向致時(shí)(即順?lè)较?，其傳播速度為c+u;反之，傳播速度為c-u.在相距為L(zhǎng)的兩處分別放置兩組聲波發(fā)生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。當(dāng)T1順?lè)较颍琓2逆方向發(fā)射聲波時(shí)，聲波分別到達(dá)接收器R1和R2所需要的時(shí)間為t1和t2,則
t1=L/(c+u); t2=L/(c-u)
由于在業(yè)管道中，體的速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時(shí)間差為 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當(dāng)聲波在體中的傳播速度c已知時(shí)，只要測(cè)出時(shí)間差▽t即可求出速u，而可求出量Q。利用這個(gè)原理行量測(cè)量的方法稱為時(shí)差法。此外還可用相差法、頻差法等。
