超声波明渠流量计污水测量的设计与探讨  十八

3．3．5信息窗与平均多普勒频移

换能器接收到的反射信号只能是发射晶片和接收晶片的两个指向性波束重叠区域内的粒子的反射波，这个重叠区域称为多普勒信号的信息窗。

流速传感器接收换能器所收到的信号就是由信息窗中所有流动悬浮粒子的反射波叠加两成，郎其信息窗内多普勒频移为叠加的平均值。

从上述计算可知，该流速传感器测得的多普勒频移信号仅反映了信息窗区域内的流体速度，所以要求信息窗应位于管内接近平均流速的区域上，才能使其测量值能反映管内流体的平均流速。但是管内平均流速区域的位置是一与雷诺数有关的函数，当管内流动的雷诺数如发生变化时，其平均流速区域位置也将改变。而一旦超声波传感器安装完毕，其多普勒信息窗位置就固定了，为使测得的多普勒频移信号能在不同雷诺数Re条件下均能正确地反映流量值，在流量计算公式中引入流速修正系数K，K=v／v，K与雷诺数Re有关。当Re=105"-'-"107，K约为0．85"-'0．88。流速修正系数K是雷诺数Re和信息窗位置的函数，用它来对因上述原因引起的测量误差进行修正。

这里介绍的是一种单频率多普勒超声流速传感器，它由超声流速传感器和转换器组成，如图3．6整机方框图。传感器由一对带声楔的超声换能器T40．16和标准管段组成，超声换能器是非侵入式的。在发射器上产生一定的连续波频率力，经放大后加在发射换能器T上，T所发射的超声波通过声楔传递到液体中，照射在流体气泡或颗粒上，接收换能器有良好的指向性，所接收到的散射波信号基本上是从管的中心附近区域反射来的。信号经放大与∥混频，检波放大，得到了接收频率少和夕的差值，即可，这个多普勒频率可乘上补偿系数为{!寻到平均流速，再乘以管的截面积求得流量。

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