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 超聲波流量計(jì)技術(shù)亮點(diǎn) 二

2 影響超聲波流量計(jì)分辨力的主要因素

以對(duì)射式雙探頭超聲波流量計(jì)為例，時(shí)間T為聲程L與聲速V之比：T=L/V。在圓形管道中，聲程與管道直徑D和探頭中心聯(lián)線與管道中心線的空間安裝夾角θ有關(guān)：L=D/sinθ。而管道中的超聲波聲速V則是靜態(tài)聲速c和流體v的矢量和： V=c+vcosθ。于是可導(dǎo)出在兩超聲探頭之間L上的正程測(cè)量時(shí)間T1和逆程測(cè)量時(shí)間T2: 聯(lián)立兩式，略去微小項(xiàng)，于是逆、正程的時(shí)差為： 其中K為常數(shù)。可見管道內(nèi)的流體流速v與時(shí)差近于正比關(guān)系。而且只有提高時(shí)差的分辨力，才可能提高流速v的精度。假定管道內(nèi)流體的流速v=0.5m/s，聲速為c=1450m/s，探頭對(duì)射角度θ=45°，管道直徑為D=0.15m，可通過公式計(jì)算得△T=71ns，如果要求0.5%的分辨力，則時(shí)間的最小分辨率需要達(dá)到d=0.356ns。這樣的時(shí)間分辨力，如果用計(jì)時(shí)器直接計(jì)時(shí)，時(shí)鐘頻率需要達(dá)到3000M，這樣的電路設(shè)計(jì)是很困難的。

超聲波流量計(jì)