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超聲波熱量表芯片UTA6905的相差法流量測量原理

文字:[大][中][小] 2015-11-16    瀏覽次數:2683    

  1.概述

  近年來我國提出建筑節能計劃,逐步實現分戶計量收費制度。供熱計量正在逐漸成為技術研究的熱點,戶用超聲波熱表以低功耗、高精度越來越受關注。超聲流量計量實現了非接觸式高精度測量,因此有量程寬、無壓損、組成簡單、靈敏度高的優點。目前的主要的超聲流量計量技術是時差法和相差法。時差法超聲流量計就是根據介質的流速與時差存在線性關系原理進行測量的,只要準確測定順逆流時間,根據流速與其線性關系,可以求出瞬時流速,進而可以求出瞬時流量。而相差法則是通過某種技術手段,得到順逆流回波信號的相位差信息,推算出超聲波順逆流的傳播時差。2014年8月,北京美科芯科技有限公司聯合美國ICCI公司共同發布了業界首款基于相差法的智能超聲波熱量表專用芯片UTA6905,本文主要介紹UTA6905芯片的相差法超聲流量計量原理。
  2.相差法超聲流量計量原理
  超聲波熱量表測量系統利用超聲波相差法測量當前管道中的流量值,同時利用溫度傳感器測量入口水溫和出口水溫,通過熱量計算就可得出當前住宅所使用的熱量。UTA6905芯片利用相差法完成對管道中流量的測量,是通過測量超聲波在順流和逆流傳播產生的相移之差。超聲波流量測量原理如圖1所示。
  超聲波熱量表芯片UTA6905的相差法流量測量原理(電子工程專輯)
  超聲波流量測量原理
  中流量管道直徑為D,兩個換能器之間的水平距離為L,超聲波在水中的傳輸速度為c,管道中流體速度為v,可以得到超聲波在順流中的渡越時間t1和逆流傳播過程中的渡越時間t2分別為:
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