欢乐斗牛在线玩时差式流量计环鸣法的设计确定
栏目:企业动态 发布时间:2020-09-14 08:16
流量的仪外。行动一种非接触式丈量仪外,它相看待守旧的流量计而言具有可举行非接触式丈量、道理上不受管径控制、其制价基础与管径无闭、可丈量含有 对封锁管道用超声流量计来...

  流量的仪外。行动一种非接触式丈量仪外,它相看待守旧的流量计而言具有可举行非接触式丈量、道理上不受管径控制、其制价基础与管径无闭、可丈量含有

  对封锁管道用超声流量计来说,按其丈量道理可分为宣传年光法、众普勒效应法、波束偏移法、联系法等。

  本文采用宣传年光法。超声波正在流体中宣传时,与声波正在静止流体中宣传的速率比拟,顺流目标声波宣传速率会增大,逆流目标则会减小,统一宣传间隔就有区别的宣传年光。使用宣传年光之差与被测流体流速之间的联系求得流速,称为宣传年光差法。通过接纳穿过流体的超声波就能够检测出流体的流速,从而换算成流量。依照时差的阐扬事势区别,又能够分为时差法、相位差法和频差法。时差式流量计办事模子如图1所示。

  图1中,两个换能器固定正在输液管道的统一侧,声波从换能器T1发出,历程输液管道另一侧的内壁,反射到接纳换能器T2。两个换能器也能够固定正在输液管道的上下两侧,声波由换能器T1发出,直接宣传到换能器T2。发射和接纳声波的振子密封正在换能器的腔体里,其辐射面与端面成一个角度θ1,腔体里用透声资料填充。因为换能器中填充资料、管道资料、管道中流体资料的区别,它们的声速也区别,是以声波宣传到介面处会有折射。这里假设折射角为θ2、θ3。流量计正在办事时,换能器T1、T2轮番做发射和接纳。由于管中的液体是滚动的,声波由T1传到T2(正程)和由T2传到T1(逆程)的宣传年光是区别的。正程、逆程两个宣传年光的差反应出液体的流速、流量。

  以换能器T1为例。声波由A到B再传到C,正在这一段宣传进程中,由于没有流体参加,宣传年光是固定稳定的。正在这里,把声波正在换能器填料、管壁中宣传年光记为t延。正在寻找正程与逆程之间的年光差时,不必研讨t延,只研讨正在液体中宣传的正程、逆程的宣传年光差就能够了。

  这里,设D为输液导管内径;d为壁厚;V流为液体滚动速率;V介为液体的声速;θ3为折射角;t正为声波由T1到T2的宣传年光;t逆为声波由T2到T1的宣传年光。

  由上述推导能够看出,只消获得t正和t逆,管道中的液体流速V就能够算出。时差法与频差法和相位差法之间道理方程式的基础联系为:

  式中:Δf为频率差;Δφ为相位差;f正、f逆为超声波正在流体中顺流和逆流的宣传频率;f为超声波的频率。

  从中能够看出,相位差法性质上和时差法是相通的,而频率与年光又互为倒数联系,三种措施没有性质的区别。

  从上述公式的推导中能够看出,要利用宣传年光测流量时,最环节的丈量量即是顺逆散播播年光差,只要正确获得这个年光差,流量本领由其导出。

  看待小口径、低流速的情状,顺逆流的时差分外短,样板最大流量对应的时差仅约20ns,正确丈量难度很大,须要极高的时钟频率。假设丈量措施粗放,这个极小的年光量很或许被袪除正在丈量的偏差中。是以,若何本领丈量到这个年光量,并使其尽或许正确,即是本文要研商的环鸣法的环节所正在。

  为了然决年光差值太小的的题目,环鸣法使用了让小的量不时积聚,使总体值增大,获得总量后再做均匀的思念。环鸣法总方框图如图2所示。

  该措施中,当换能器T1发射声信号,正在换能器T2收到信号的时辰,令T1再次发射声信号,而T2再次接纳,云云云云轮回发射、接纳N次。通过丈量记实下N次丈量的总年光∑t正。然后,再令T2发射,T1接纳,历程N次云云轮回就可获得逆向发射总年光∑t逆。这时让顺逆流两个总的年光作差,能够获得总年光差∑Δt。∑Δt这个量比起单次丈量时,它仍旧增加了2N倍。欢乐斗牛在线玩由丈量带来的偏差历程了N次累加后,其均值则向零贴近,使得丈量精度抬高了倍。此时这个值就较容易丈量,从而获得念要的流量数据。

  新丈量措施器材有半个周期的正弦脉冲去鞭策换能器。因为换能器是一个窄带编制,正在电脉冲的鞭策下,发射和接纳的声信号都是较短的、有正弦填充的、具有钟形包络的脉冲信号,如图3所示。本文选用攻击信号作发射源,信号继续年光短,是以比拟适合细管径的输液管道丈量。

  正弦函数正在过零点处斜率最大。假设把回波的某个正弦周期的过零点检测出来,回波年光的丈量精度将极大抬高。从总方框图可知,过零点的检测电道是由过零比拟器、电平比拟器、单稳2电道和与门电道等构成。其波形和信号之间的逻辑联系正在图3中能够了解地看到。

  接纳信号中并不是只要从T1到T2正在液体中宣传的声信号,另有T1到T2沿管壁宣传的声信号。正在获取正确计时点时,较高的信号过电平比拟器后送出的第一个脉冲对丈量是不需要的。是以,正在做数字信号收拾的时刻,只可把电平比拟器送出的第一个脉冲放行,其他信号将被信号门过滤掉。区别管径的输液管道,声信号的宣传年光是区别的。是以,信号门的身分也区别。本安排中采用了信号门计数器,用数据装订的门径改良信号门的身分。从总框图中能够看到,信号门电道是由可预置的同步计数器、等电道构成。由发射同步信号触发RS触发器置 0,封闭其后的脉冲,然后由计数器的进位脉冲正在信号到来之前将RS触发器置1,开门恭候接纳信号,如图4所示。

  计时电道是由年光计数器、计次计数器、RS触发器和与门等电道构成。发射同步信号是计时、计次的主旨。如图5所示,第一个发射同步信号是由估量机通过“计 4”发出的,历程或门触发器单稳1获得的发射同步信号触发器RS触发器,使其变为1形态,掀开与门,使时钟通过,年光计数器计时起先。此后的发射都是由接纳机收到的信号触发,这时流量计进入“环鸣”形态。每发射一次,计数器的数值都要加1。当计数值到达N+1时(本质上只要N次丈量),计次计数器发出一个进位信号,使RS触发器置于零形态,封闭与门,年光计数器遏止计数。使用这个进位脉冲还把测得的年光存放到数据锁存器中。

  正在RS触发器零形态时间,估量机要做以下办事:发“计1”信号,读取“正程”计时数据;发“计2”信号,读取漏计时数据;送收发转换信号“计3”,使流量计从“正程”办事形态转为“逆程”办事形态。做完之后,估量机还要发“计4”信号把N值从新装载到测次计数器中,使进位脉冲下跳归零,同“正程”一律,又进入“逆程”的“环鸣”测时进程。

  正在“环鸣”进程中,是不肯望因为某种不料使“环鸣”停滞的。假设产生这种情状,仪器该当可以自愿还原到“环鸣”形态中。不然,流量计将“死机”。这个还原编制由漏收计数器、漏收计次器、单稳1等电道构成。漏收计时器是一个可预置的同步计数器。计数器记到全1之后,将发出进位脉冲。计数器装订的数值应大于 “环鸣”周期,比方选正在1.5倍。这个进位脉冲一同送到或门去触发单稳1,使损失的发射同步信号从新映现;另一同送到漏收计次器,记下对计时无用的漏计年光。正在平常情状下,因为漏收计时器的计数长度比环鸣周期长,因此漏收计时器不会有进位脉冲输出,只要正在接纳机没有收到信号的情状下,才会有进位脉冲输出。

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