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技術(shù)支持
天津求精科技發(fā)展有限公司的前身是天津市環(huán)發(fā)電子科技發(fā)展有限公司，該公司來(lái)源于現在的創(chuàng )業(yè)環(huán)保公司（已經(jīng)上市）。1997年經(jīng)過(guò)改組在天津市新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區重新注冊為現在的天津市求精科技發(fā)展有限公司，旨在繼續研發(fā)生產(chǎn)推廣作為國家給排水中心“九五”科技攻關(guān)項目的水工業(yè)關(guān)鍵設備之“LDZ系列超聲波流量計”。
超聲多普勒法流量測量原理
多普勒法
不斷研發(fā)創(chuàng )新超聲波流量測量技術(shù)是本公司創(chuàng )業(yè)發(fā)展宗旨。1994年與北京大學(xué)合作研發(fā)了國內第一臺在線(xiàn)超聲波多普勒流量計。1998年與天津大學(xué)合作研制出采用FPGA技術(shù)的超聲波時(shí)差流量計。2006年率先在國內獨立研發(fā)出采用TDC時(shí)間測量專(zhuān)業(yè)技術(shù)的第3代超聲波時(shí)差流量計。經(jīng)過(guò)十幾年不斷研究實(shí)踐，經(jīng)過(guò)三次升級換代，本公司已全面掌握了超聲波流量測量的關(guān)鍵技術(shù)，并且在大量的現場(chǎng)實(shí)踐中取得了各方面的測量經(jīng)驗，因此求精公司不僅能夠為客戶(hù)提供性能良好的產(chǎn)品，還能夠為客戶(hù)提供科學(xué)合理先進(jìn)實(shí)用的設計方案，提高客戶(hù)投資效益。進(jìn)步作出了應有的貢獻。
超聲波流量計根據測量原理的不同，種類(lèi)較多，大致可以分為以下幾類(lèi)：1.傳播速度法（時(shí)差法、相位差法和頻差法）2.多普勒法3.相關(guān)法4.波束偏移法等。但是目前最常采用的測量方法主要有兩類(lèi)：時(shí)差法和多普勒效應法。
多普勒法是一種利用聲學(xué)多普勒效應進(jìn)行流量測量的方法。它要求被測介質(zhì)當中含有一定量的懸浮顆�；驓馀�。多普勒效應是指：假定生源、觀(guān)察者（超聲換能器）與介質(zhì)之間是相對運動(dòng)的，在這種情況下觀(guān)察到的超聲頻率與生源的發(fā)射頻率有所不同的聲學(xué)現象。根據這一效應，當向流體中的懸浮粒子發(fā)射頻率為f T的連續超聲波時(shí)，假設被懸浮粒子所反射的超聲波的頻率為fR , f T與f R將服從多普勒關(guān)系。假設粒子的移動(dòng)速度為u，超聲束與粒子移動(dòng)速度方向間夾角為θ，則ucosθ可以看作是生源的移動(dòng)速度，如圖1.3所示，
即體積流量也與多普勒頻移△f有正比關(guān)系。
時(shí)差法
注：在上面的推導中，假定被測流體中懸浮顆粒的運動(dòng)速度和流體的流速相同.
目前，隨著(zhù)電子技術(shù)進(jìn)步，多普勒原理已廣泛應用在人們日常生活中，多普勒測車(chē)速、多普勒血流等等，其科學(xué)的測量原理，越來(lái)越為人們所認識。
在液體的流量檢測方面，多普勒流量計適合于那些含有懸浮物的液體或漿體測量。如圖1.3 。
超聲時(shí)差法流量測量原理
超聲流量計是通過(guò)檢測流體流動(dòng)時(shí)對超聲束（或超聲脈沖）的作用來(lái)測量體積流量的儀表。如果在現場(chǎng)配以溫度、壓力儀表，經(jīng)過(guò)密度補償，還可以求得質(zhì)量流量。當超聲波在流動(dòng)的介質(zhì)中傳播的時(shí)候，相對于固定的坐標系統而言（如管道中的管壁），其聲波的某些聲學(xué)特性與靜止介質(zhì)中的聲特性是不同的，在其基礎上又疊加上了流體的流速信息，因而根據超聲波某些聲學(xué)特性隨流速的變化就可以求出介質(zhì)的流速。
時(shí)差法就是通過(guò)測量超聲波脈沖順流傳播和逆流傳播的時(shí)間差來(lái)進(jìn)行流量測量的方法，其基本原理如圖1.1所示。在被測流體介質(zhì)中，安裝在管道上的發(fā)射器T1和T2，一個(gè)順流發(fā)射超聲波，另一個(gè)逆流發(fā)射超聲波，在與發(fā)射超聲波換能器相同距離處，分別裝有兩個(gè)接收換能器R1和R2，這兩組發(fā)射器與換能器組成了兩個(gè)通道。當被測介質(zhì)處于靜止狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)通道中的超聲波速度是相同的兩個(gè)接收換能器接收到的聲信號沒(méi)有任何差別。但是當流體流動(dòng)的時(shí)候，情況就發(fā)生了變化：在順流通道T1→ T2中，由于疊加了流體的流速，超聲波在聲道上的順流聲速CTR1=c+u;同樣，在逆流通道T2→R2中，逆流聲速CTR2＝c-u。其中C為聲波在靜止流體中的聲速，u為被測流體的流速。這樣，兩個(gè)接收換能器所接收到的信號之間就產(chǎn)生了與流速有關(guān)的差別。假定聲道（即發(fā)射換能器與接收換能器之間的實(shí)際距離）長(cháng)度為L(cháng)，則超聲波的順、逆流傳播時(shí)間分別為：
在直管段長(cháng)度較短的場(chǎng)合，由于上流側對流動(dòng)的影響，上述的測量方式就不十分適用了。在這種情形下，有效的測量方式是增加測量線(xiàn)，也就是增加超聲波傳播的途徑，例如，像圖（4）所表示的，在垂直相交的二軸上測量流速，取平均值。隨著(zhù)測量線(xiàn)數目的增加測量精度也能提高，一般認為有四條測量線(xiàn)也就足夠了。也提出圖（5）所示配置多測量線(xiàn)的方案，但用這種方式時(shí)，穿過(guò)外壁地很困難的（甚至是不可能的），安裝超聲波收發(fā)器的測量管的構造也復雜。
二合一法
鑒于多普勒法和時(shí)差法的局限性，本公司研發(fā)出新型二合一超聲波流量計，以適應測量介質(zhì)不穩定的場(chǎng)合，是一種新型全介質(zhì)流量計。目前國外發(fā)達國家也在進(jìn)行該技術(shù)的研究。
目前國內外在市場(chǎng)上超聲波流量計按測量原理分為兩種，即時(shí)差法（包括頻差法、相位差法）和多普勒法。前者適合測量比較干凈的液體，后者則適合測量含有雜質(zhì)的液體。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是利用現代電子技術(shù)和智能化技術(shù)，將上述兩種方法設計成一體化新型雙功能超聲波流量計，使之既能測量?jì)羲�，也能測量臟水，大大提高了超聲波流量計的實(shí)用性。