超聲波時差法精確測量小管路內(nèi)液體流量
超聲波時差法是一種先進的流量測量技術，可以用來監(jiān)測管道內(nèi)液體的流量和累積體積等。
在生物制藥、醫(yī)療器械以及半導體芯片制造等領域的高端裝備中，大量使用3mm至30mm不同直徑的塑料管傳輸液體，對其流量的精準監(jiān)控有利于判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如泵是否出現(xiàn)故障、管路是否暢通、管材是否老化等，以提升系統(tǒng)的數(shù)字化、自動化和智能化水平，達到安全運行、節(jié)能降本并提高工作效率的多重目的。
在生物制藥、醫(yī)療器械以及半導體芯片制造等領域的高端裝備中，大量使用3mm至30mm不同直徑的塑料管傳輸液體，對其流量的精準監(jiān)控有利于判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如泵是否出現(xiàn)故障、管路是否暢通、管材是否老化等，以提升系統(tǒng)的數(shù)字化、自動化和智能化水平，達到安全運行、節(jié)能降本并提高工作效率的多重目的。
超聲波流量傳感器將一對或多對超聲波換能器以一定的傾角安裝在管路兩側，并分列上下游。某一時刻傳感器電路系統(tǒng)使用高頻電壓脈沖激發(fā)上游換能器以產(chǎn)生超聲波。超聲波以一定的入射角穿過管壁和液體，被下游換能器接收。隨后下游換能器發(fā)射聲波，以相反的方向穿過管壁和液體，被上游換能器接收。
有限元模擬的超聲波
在管路中不同方向上的傳播
當管內(nèi)液體流動時，順流和逆流方向的超聲波傳播時間有微小的差別。這類似于一個人在河中順流和逆流游泳，游過相同的距離所用的時間會有差別。這個時差和液體的流速大小成正比關系。傳感器電路系統(tǒng)通過精準測量該時差可以計算出液體的流速，綜合管路的尺寸信息，可以得到液體流量。這就是超聲波時差法的基本工作原理。
超聲波在順流和逆流
方向上的傳播時間差
當液體流速較高，管路直徑較大的時候，時差相應也大，容易被電路系統(tǒng)解析，因此相關的應用，如石油、天然氣的輸送和居民用水計量等，已經(jīng)有很多成熟的解決方案。而當管路較小，流速較低時，時差很小，需要非常精確穩(wěn)定的軟硬件系統(tǒng)才能解析，這也是全世界擁有小管徑超聲波流量測量能力的公司數(shù)量稀少的重要原因。
外夾式流量傳感器：軟管的安裝
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