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超聲波流量計(jì)多聲道氣體測(cè)量技術(shù)探討 六十

3.1.2 弦向聲道超聲波氣體流速公式的導(dǎo)出

根據(jù)以上多聲道超聲波氣體流量測(cè)量的思想，從橫截面看，各個(gè)聲道分布在弦線上。

因此在多聲道超聲波氣體流量傳感器建模前，先進(jìn)行弦向方式超聲波氣體流量傳感器的建模。弦向方式超聲波流量傳感器，單獨(dú)在弦線方向布置一個(gè)聲道的超聲波氣體流量計(jì)稱(chēng)為弦向方式超聲波氣體流量計(jì)。一般單聲道超聲波氣體流量傳感器聲道分布在直徑方向上，它是弦向方式超聲氣體流量傳感器的一種特例。

聲道離軸線的距離；φ 為弦向聲道與軸線方向的夾角）；U t 、D t 分別為超聲波逆流和順流傳播的時(shí)間測(cè)量值。

對(duì)于徑向單聲道超聲波氣體流量計(jì)，圓管道內(nèi)氣體流體沿軸線方向的瞬時(shí)平均

流速，湍流下， n 為流速分布指數(shù)，是雷諾數(shù)e R 和管道內(nèi)壁粗糙度系數(shù)r K 的函數(shù)[3]；層流下， = 0.75 C K ）。

而對(duì)于沿弦向方式的單聲道超聲波氣體流量計(jì)而言，同樣引入沿弦向截平面平

均流速V (r ) ，這樣用弦向截平面平均流速V (r ) 來(lái)計(jì)算體流流速V 的話，就相當(dāng)于受流速分布影響在離軸線的距離r 的截平面有一個(gè)流速分布系數(shù)K 。

也可以計(jì)算出體流流速和體積流量。由于很少用弦向聲道構(gòu)成單聲道超聲波氣體流量計(jì)，因此在此不再討論K (r ) C 隨e R 和Kr 的具體計(jì)算函數(shù)。

以下以多個(gè)弦向聲道進(jìn)行加權(quán)求和的思想來(lái)建立多聲道超聲波氣體流量傳感器

的數(shù)學(xué)模型。

超聲波流量計(jì)