超聲波流量計在灌區自動化測量的研究與應用  十八

3．1．1時差法測量原理

時差法測量流體流量的原理f32_341如圖3—1所示。它利用聲波在液體中傳播時因流體流動方向不同而傳播速度不同的特點，測量它的順流傳播時間f，和逆流傳播時間如的差值，從而計算流體流動的速度和流量。

單聲道測試系統只適用于水位和流速分布一一對應的場合，當這種一一對應關系沒有保證時，特別是對于大型渠道，水深較大，其流速自下而上分布較大，須采用多聲道超聲波流量計測流才能獲得準確的流量值，在渠道上部安裝水位計測量水位，測得超聲通道上的水流線平均流速，然后用加權積分方法利用公式(3～7)進行流量計算。上式中△丁為順逆流時間差；于為順逆流的平均時間；工為

聲道長度；口為聲波與流向的夾角；v為水流線平均流速；日為水深；

3．1．2多普勒法測量原理

多普勒法測量原理‘35‘401，是依據聲波中的多普勒效應，檢測其多普勒頻率。超聲波發生器為一固定聲源，隨流體以相同速度運動的固體顆粒與聲源有相對運動，該固體顆粒可把入射的超聲波反射回接收器。入射聲波與反射聲波之間的頻率差就是由于流體中固體顆粒運動而產生的聲波多普勒頻移。由于這個頻率差正比于流體流速，所以測量頻率差就可以求得流速，進而可以得到流體流量.

當隨流體以速度v運動的顆粒流向聲波發生器時，此時顆粒就是聲波的接收器，它接收到的聲波頻率力.

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