新型智能超声波流量仪在水力发电中的应用

　　在规定的精度条件下，超声波流量仪比其他类型的流量仪具有广泛的测量能力。新型智能超声波流量仪采用了时间传送技术并具有智能信号检测功能，从而可每四秒钟进行一次测量，流速的分辩能力达到0.smnl/S。

　　测量传感器为封闭管道、明渠进行单通道测量以及多通道测量。特别注重了在恶劣的环境条件下测量的安全性和可靠性以及抗电磁干扰能力。

　　在封闭管道测量中，传感器可应用的范围是管道直径从150mm到800mm。在明渠测量时，测量的渠槽宽度可达15m。需特别注意的是速度分布图的影响以及直线段流动的要求和精度要求。

　　由于微型计算机控制的应用，流量Q可根据雷诺数、水温等参数的影响随时加以校正。处理器可在现场根据专用要求进行设置。利用上述手段，所有的系统参数可分别向其输人，调整校正后显示出来。处理器同时还可进行数据传送，如流速、流量以及流过一系列截面的总流量。处理器可连续不断地把数字化的数据信息从原始的基础数据转化成最有用的控制处理信息。

　　除了封闭管道流量测量这种典型的应用以外，超声波流量仪还可根据流量对比原则在压力钢管泄漏检测中得到应用，并已引起了人们关注。

　　传送时间流量仪的工作原理

图1 超声波流量仪的工作原理

　　这种类型的流量仪测量的是两超声波脉冲信号传输的时间差。如图1所示，在横跨流体两侧的上、下游两特定位置上安装有脉冲信号传感器。如果流体以流速V流动、它与脉冲信号传输方向的夹角为a，那么:

　　有关，因此与温度有很大关系。对于精确的流量测量，根本的是在公式中耍消除掉流体中声速的影响，这可通过分别测量出t₁₂、t₂₁进行，并且由于C>>v或

　　下面的例子列出了时间测量技术要求:

　　假定在封闭长管道中测量，管道直径D=150mm，夹角为600，流速为1m/s，水温为20^oC，传输时间约为116μs，时间差约为78ns。

　　为了在全部测量范围内达到1%的测量精度，δ₁的测量至少具有100ps的分辩能力，一般的时间测量技术难以满足这样高的测量要求，因此必须采用专用的测量技术。

　　时间测量和信号调节

　　直接利用微机对测量值进行处理是这种测量方法的优点，而最难以解决的问题是如何达到要求的分辩率和逻辑电路的偏差范围。

　　众所周知:在测量技术中，如果多次发送脉冲信号的话，测量的分辩率也会随发送信号的次数而提高，这一共识不仅可应用于模拟信号传送中，同时也应用于现代使用的流量仪中的时间传送信号。传输时间tx与声波脉冲信号通过流体传输的距离有关，并且tx须进行多次测量，由于这种情况我们可以得