超声波流量计原理：时差法ppt课件.ppt

超声波流量计原理：时差法,传感器既发送信号又接收 信号,逆流方向传输时间 tup，超声波被流体减速,顺流方向传输时间 tdn， 超声波被流体加速,流体流速V,超声波流量计原理：时差法,超声波流量计: 流体动力学,流场流场的形态由管中的摩擦力与粘滞力决定雷诺 #表征流场的形态,Re=雷诺 #V=流速ID=管子内径=运动粘度(ft2/sec or m2/sec),超声波流量计: 流体动力学,雷诺 # 例：在 20 oC时, 水的运动粘度 = 110-6, 假定管子内径 10”， 若管内水的流速 V = 1 m/s，则 Re = 2.54106 若管内水的流速 V = 10 m/s，则 Re = 25.4106,雷诺数表征流体惯性力与粘性力之比。若雷诺数小，粘性力占主要地位，粘性对流场的影响是主要的。雷诺数大，则惯性力是主要的 例：管子内径 10”，当流速 V = 10 m/s 若 Re = 0.5106 ，则运动粘度 = 50.810-6 若 Re = 5106 ，则运动粘度 = 5.0810-6,超声波流量计: 流体动力学,流场区域层流:层状的,抛物线状流场Re : 0 to 2000,超声波流量计: 流体动力学,流场系数 (kRe)沿直径探测基于雷诺数(Re)的理论修正Nikuratzes 等式V = kRe Vm范围:层流 = 0.75过渡流场 0.85湍流= 0.91 - 0.99,注释：运动粘度 v变化 10倍导致流量 1% 的变化。示例：V=10 m/sec 及内径 (ID) = 6”v =1010-6 v = 10010-6Re=0.15106 Re = 0.015106 kRe =0.932 kRe = 0.922,超声波流量计: 流体动力学,水标与实际工况之间因kRe可能导致的附加误差在 20 deg C时, 水的运动粘度= 110-6, 假定管子内径 DN100 若管内水的流速 V = 1 m/s，则 Re = 1106kRe = 0.9497工艺介质：DN100，V=1m/s, 粘度= 60，则 Re是水的1/60.kRe = 0.9323，（速度为0.5m/s时， kRe = 0.9295)附加误差：1.86%，（0.5m/s时，附加误差：2.17%）该附加误差随工况变化而变化。但多数厂家在标定时只有K修正系数XMT868 自动计算双重修正。,修正系数雷诺数修正单个动力粘度值修正 (K/V).使用某个与雷诺数有关的测量参数编辑雷诺数表.任何 测量参数都可以用于编写 K/V表.,超声波流量计: Re修正,修正系数K-系数修正可用单个K系数修正使用某个与K系数有关的测量参数编辑K系数表.任何 测量参数都可以用于编写 K系数表.,超声波流量计: K系数修正,I.声阻抗Z = c = 密度 c = 声速,水：1.5 x 106 Rayls空气：4.2 x 102 Rayls,超声波流量计: 声阻抗,不锈钢：40 x 106 Rayls 钛金属：24 x 106 Rayls,如果 Z2 = Z1，阻抗匹配。信号将最大限度地从缓冲棒传入待测介质。,如果 Z2 Z1，阻抗不匹配。在绝大多数应用中，Z2 Z1，只有少量信号从缓冲棒传入待测介质。,超声波流量计: 信噪比,