超聲波流量計采用時差法進(jìn)行流量測量,利用兩個相對的傳感器發(fā)送和接收超聲波。每個傳感器都具有信號傳輸和信號接收功能。將超聲脈沖能量以一定的角度在管壁內(nèi)的兩個傳感器與流體之間傳遞;流體的流速將在一定程度上影響了超聲脈沖在兩個傳感器之間的傳播時間。從上游傳感器到下游傳感器,聲速和流體速度混合并變快。從下游傳感器到上游傳感器,聲速抵消了流體速度,變慢。上下游傳播時間的凈時間差與流速數(shù)值成正比。由于時差測量系統(tǒng)中不存在固有的慣性,因此時差流量計具有較強的靈敏度,也適用于低流量和低流速情況。
只有一個通道的流量計稱為單聲道氣體超聲流量計,有兩個或兩個以上通道的流量計稱為多通道氣體超聲流量計。直接與氣體接觸時,稱為插入式超聲流量計;與氣體不直接接觸時,稱為夾鉗式超聲流量計。
順流傳播時間:
順流傳播時間:
逆流傳播時間:
由式上述順流時間和逆流時間可推導(dǎo)出正逆程時間差:
最終我們可以得到氣體的平均流速為:
式中:
t1為順流時間;t2為逆流時間;L代表傳播路徑;θ為傳播路徑與水平夾角。