超聲波流量計主機與探頭原理探討  八

⑶相關法

當流體在管道內流動時，其內部存在著各種各樣的隨機擾動，從而產生了與流動狀況有關的流動信號，并具有一定的統一特性。

超聲波流量計在管道上取相距為L 的截面A 和B，兩個超聲波接收器分別檢測到流動信號x(t)和y(t)，對x(t)、y(t)作互相關運算，當L 在一定范圍內時，流動信號x(t)和y(t)具有一定的相似性，故互相關函數( ) xy R 會出現一峰值，該峰值對應的時間位移0  即為理想狀態下流體從A 截面到B 截面的渡越時間，流體的平均流速。

相關法的測量的特點在于尋找兩路信號的相似程度，因此這種方法的測量精度與所測管道的口徑、介質的種類及流速關系不大，比較而言，相關法更適合小管道、小流量的測量。

⑷波束偏移法

波束偏移法是根據測量由于流體流動而引起的超聲波束偏移角來確定流體流速的。它的工作原理如圖1-3 所示。在管道一側裝一個超聲波換能器，在另一側裝兩個超聲波接收換能器。流體靜止時，超聲波束方向位于兩接收器中間，兩接收器收到的信號強度相等，指示儀指示為零。管內流體以流速u 流動時，超聲波束方向為聲速C 與流速u 的矢量合成方向，與流體靜止時的波束方向偏移 角：tg  u /C ,流速越大，偏移角越大，而兩接收器收到的信號強度差值也越大，因此測出兩接收器的信號強度差值可確定流體的流速。波束偏移法用于測量準確度要求不高的高速流體流量測量。

⑸噪聲法

噪聲法是利用液體在管內流動時產生的聲波或超聲波的強度與流速存在一定關系的現象來測量流量的。其工作原理圖如圖1-4 所示。這種測量方法測量線路簡單，但測量準確度不高，用于對流量測量準確度要求不高的場合。

超聲波流量計