時(shí)差法超聲波流量計的原理 時(shí)差法超聲波流量計（Transit Time Ultrasonic Flowmeter）其工作原理如圖1所示。他是利用一對超聲波換能器相向交替（或同時(shí)）收發(fā)超聲波，通過(guò)觀(guān)測超聲波在介質(zhì)中的順溜和逆流傳播時(shí)間差來(lái)間接測量流體的流速，在通過(guò)流速來(lái)計算流量的一種間接測量方法。 
圖1 時(shí)差法超聲波流量測量原理示意圖 圖1中有兩個(gè)超聲波換能器：順流換能器和逆流換能器，兩只換能器分別安裝在流體管線(xiàn)的兩側并相距一定距離，管線(xiàn)的內直徑為D，超聲波行走的路徑長(cháng)度為L(cháng),超聲波順流速度為tu,逆流速度為td,超聲波的傳播方向與流體的流動(dòng)方向加角為θ。由于流體流動(dòng)的原因，是超聲波順流傳播L長(cháng)度的距離所用的時(shí)間比逆流傳播所用的時(shí)間短，其時(shí)間差可用下式表示： 
其中：c是超聲波在非流動(dòng)介質(zhì)中的聲速，V是流體介質(zhì)的流動(dòng)速度，tu和td之間的差為： 
式中X是兩個(gè)換能器在管線(xiàn)方向上的間距。 為了簡(jiǎn)化，我們假設，流體的流速和超聲波在介質(zhì)中的速度相比是個(gè)小量。即： 
上式可簡(jiǎn)化為： 
也就是流體的流速為： 
由此可見(jiàn)，流體的流速與超聲波順流和逆流傳播的時(shí)間差成正比。 流量Q可以表示為： 
時(shí)差法超聲波流量計的設計 圖2是我們設計的超聲波流量計的原理框圖。圖中主要有兩個(gè)超聲波發(fā)射單元、一個(gè)時(shí)間測量單元和一個(gè)控制器。他們共同來(lái)完成超聲波的發(fā)射、接受和時(shí)間差的測量等工作。其他的外圍單元主要是為了測量?jì)x表的參數設定、測量數據的輸出、顯示和傳送等功能，可參考相關(guān)資料，這里不作介紹。 
圖2超聲波流量計的電原理框圖 | 
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