超聲波明渠流量計污水測量的設計與探討  十八

3．3．5信息窗與平均多普勒頻移

換能器接收到的反射信號只能是發射晶片和接收晶片的兩個指向性波束重疊區域內的粒子的反射波，這個重疊區域稱為多普勒信號的信息窗。

流速傳感器接收換能器所收到的信號就是由信息窗中所有流動懸浮粒子的反射波疊加兩成，郎其信息窗內多普勒頻移為疊加的平均值。

從上述計算可知，該流速傳感器測得的多普勒頻移信號僅反映了信息窗區域內的流體速度，所以要求信息窗應位于管內接近平均流速的區域上，才能使其測量值能反映管內流體的平均流速。但是管內平均流速區域的位置是一與雷諾數有關的函數，當管內流動的雷諾數如發生變化時，其平均流速區域位置也將改變。而一旦超聲波傳感器安裝完畢，其多普勒信息窗位置就固定了，為使測得的多普勒頻移信號能在不同雷諾數Re條件下均能正確地反映流量值，在流量計算公式中引入流速修正系數K，K=v／v，K與雷諾數Re有關。當Re=105"-'-"107，K約為0．85"-'0．88。流速修正系數K是雷諾數Re和信息窗位置的函數，用它來對因上述原因引起的測量誤差進行修正。

這里介紹的是一種單頻率多普勒超聲流速傳感器，它由超聲流速傳感器和轉換器組成，如圖3．6整機方框圖。傳感器由一對帶聲楔的超聲換能器T40．16和標準管段組成，超聲換能器是非侵入式的。在發射器上產生一定的連續波頻率力，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∥混頻，檢波放大，得到了接收頻率少和夕的差值，即可，這個多普勒頻率可乘上補償系數為{!尋到平均流速，再乘以管的截面積求得流量。

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