超声波流量计在灌区自动化测量的研究与应用  十八

3．1．1时差法测量原理

时差法测量流体流量的原理f32_341如图3—1所示。它利用声波在液体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点，测量它的顺流传播时间f，和逆流传播时间如的差值，从而计算流体流动的速度和流量。

单声道测试系统只适用于水位和流速分布一一对应的场合，当这种一一对应关系没有保证时，特别是对于大型渠道，水深较大，其流速自下而上分布较大，须采用多声道超声波流量计测流才能获得准确的流量值，在渠道上部安装水位计测量水位，测得超声通道上的水流线平均流速，然后用加权积分方法利用公式(3～7)进行流量计算。上式中△丁为顺逆流时间差；于为顺逆流的平均时间；工为

声道长度；口为声波与流向的夹角；v为水流线平均流速；日为水深；

3．1．2多普勒法测量原理

多普勒法测量原理‘35‘401，是依据声波中的多普勒效应，检测其多普勒频率。超声波发生器为一固定声源，随流体以相同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动，该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频率差就可以求得流速，进而可以得到流体流量.

当随流体以速度v运动的颗粒流向声波发生器时，此时颗粒就是声波的接收器，它接收到的声波频率力.

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