超聲波流量計的原理:超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量。
超聲波流量計由超聲波換能器、電子線(xiàn)路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉換為超聲波能量,并將其發(fā)射到被測流體中,接收器接收到的超聲波信號,經(jīng)電子線(xiàn)路放大并轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算,這樣就實(shí)現了流量的檢測和顯示。
超聲波流量計常用壓電換能器,它利用壓電材料的壓電效應,采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上,使其產(chǎn)生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然后由接收換能器接收,并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔?,以便檢測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應,而接收換能器則是利用壓電效應。
超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片,沿厚度振動(dòng)。薄片直徑超過(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,使超聲波以合適的角度射入到流體中,需把元件故人聲楔中,構成換能器整。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化,而且要求超聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃,因為它透明,可以觀(guān)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。
超聲波流量計的電子線(xiàn)路包括發(fā)射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時(shí)流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。
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