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超声波测流速问题,chunyang前辈等帮忙看看

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yewuyi|  楼主 | 2007-4-16 11:35 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
问题1:请问超声波在液体,例如水中传送的速度是多少?在空气的速度又多少?
问题2:超声波在液体中传送的速度是否和液体的问题有关?如果有关系,请问温度变化引起的传送速度的变化有没有函数?
问题3:一般超声波传感器厂家提供的传感器,其信号强度大约是什么等级?俺打算用双时差法测量流速,发射接受的距离大约为27CM远,液体温度可能在0~300度变化,请问有没有专用芯片实现超声波产生、超声波接受检测、测量出发送/接受时间差?

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沙发
chunyang| | 2007-4-16 12:43 | 只看该作者

解答

1、需要自己查证,该速度和气体/液体的密度、温度等都相关,准确计算公式是V0(0度1大气压下的传输速度)+a(温度系数,与介质相关)T(摄氏温度)。一般应用,空气传输速度可取340米/秒。
2、和液体密度/温度相关,但温度影响比气体介质小得多,二者对速度均呈函数关系。
3、超声流量传感器有专业厂家供应,品种很多,具体参数要找厂家。超声流量测量采用多普勒法,利用两个传感器实现,一个发定频信号,另一个接收,收到的信号会因介质流动产生频差即多普勒效应,该频差与流速相关,经过介质常数及温度的修正即可准确获得,在时间轴上积分即可获知流量。

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板凳
yewuyi|  楼主 | 2007-4-16 17:14 | 只看该作者

TKS

我的介质是高温高压的水,超声波在水中速度大约为多少?
单纯的一发一收可能不好搞,我看到的介绍用的双发双收,一个正向,一个反向,如果这样,好象可以把超声波在液体中传送速度对消掉。

测量的是发和收的时间差。

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地板
yewuyi|  楼主 | 2007-4-16 17:18 | 只看该作者

现在主要是考虑保证测量的精度

当流速比较低的时候,必须测出很小的发收时间变化(相对于静止介质),一般MCU可能达不到如此速度,似乎只能用CPLD上高频才能。

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5
chunyang| | 2007-4-17 10:05 | 只看该作者

具体数值你要查专业资料

一般通用数据无法满足你的要求。至于测量方法,我说的方法是业界通用的方法,单纯测速度(通过时间)是不行的,理论依据是什么?

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6
yewuyi|  楼主 | 2007-4-18 10:51 | 只看该作者

收发的距离是确定的0.27M

有以下几个关系:
1:超声波与介质流动方向同向时
超声波在流动介质的速度=超声波在该静止介质的速度+介质流动的速度
2:超声波与介质流动方向反向时
超声波在流动介质的速度=超声波在该静止介质的速度-介质流动的速度
3:双时差法就是要测量出正向/反向的发送时间

这是我现在知道的几点,知道以上几点应该可以计算出介质流速了.

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7
chunyang| | 2007-4-18 11:09 | 只看该作者

你的基本概念错误!

    中学物理已明确讲过波的传输特性,嘿嘿,幸亏你碰上俺老汉,否则,照你这个思路做下去到头来只是竹篮打水!
    任何波在运动介质中传播其速度不变,变的是频率,这就是多普勒效应。

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