超声波多普勒流量计测量原理-Read
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超声波多普勒流量计丈量原理1．基本工作原理超声波多普勒流量计的丈量原别是以物理学中的多普勒效应为基础的。
依据声学多普勒效应，当声源和察看者之间有相对运动时，察看者所感觉到的声频次将不一样于声源所发出的频次。
这个因相对运动而产生的频次变化与两物体的相对速度成正比．在超声波多普勒流量丈量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一同运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“察看者”的作用，自然它只是是把入射到固体颗粒上的超声波反射回接收条．发射声波与接收声波之间的频次差，就是因为流体中固体颗粒运动而产少的声波多普勒频移．因为这个频次差正比于流体流速，所以丈量频差能够求得流速．从而能够获得流体的流量．所以，超声波多普勒流量丈量的一个必需的条件是：被测流体介质应是含有必定数目能反射声波的固体粒子或气泡等的两相介质．这个工作条件实质上也是它的一大长处，即这类流量丈量方法适合于对两相流的丈量，这是其余流量计难以解决的问题．所以，作为一种极有前程的两相流丈量方法和流量计，超声波多普勒流量丈量方法当前正日趋获得应用．2．流量方程假定，超声波波束与流体运动速度的夹角为，超声波流传速度为c，流体中悬浮粒子运动速度与流体流速同样，均为 u．现以超声波束在一颗固体粒子上的反射为例，导作声波多普勒频差与流速的关系式．如图 3—39 所示，当超声波束在管轴线上碰到一粒固体颗粒，该粒子以速度u 沿营轴线运动．对超声波发射器而言，该粒子以u cos a 的速度离开，所以粒子收到的超声波频次f2 应低于发射的超声波频率 f1，降低的数值为f2 －f1＝－f1 （ 3－ 73）即粒子收到的超声波频次为f2 ＝f1－f1 （ 3－ 74）式中f1 ――发射超声波的频次；a――超声波束与管轴线夹角；c――流体中声速。
固体粒子又将超声波束散射给接收器，因为它以u cos a 的速度走开接收器，所以接收器收到的超声波频次 f3 又一次降低，近似于f2 的计算， f3 可表示为f3 ＝f2－f2 （ 3－ 75）将 f2 的表达式代入上式，可得：f3 ＝f1（ 1－2 )＝ f1（ 1－ 2＋）（3－76）因为声速 c 远大于流体速度u，故上式中平方项能够略去，由此可得：f3 ＝f1（ 1－ 2）（3－77）接收器收到的超声波频次与发射超声波频次之差，即多普勒频移f1，可由下式计算：f ＝ f1－ f3＝f1－ f1（ 1－ 2）＝ f1 （ 3－78）由上式可得流体速度为u＝f（3－79）体积流量qv 能够写成：qv＝ uA ＝f（3－80）式中， A 为被测管道流通截面积．出以上流量方程可知，当流量计、管道条件及被测介质确立此后，多普勒频移与体积流量成正比，丈量频移 f 就能够获得流体流量qv。
超声流量计
超声流量计超声流量计是一种用于测量液体或气体流速的仪器。
它利用超声波的传播速度和方向变化来计算流体的速度和流量。
超声流量计具有高精度、高可靠性和非侵入性的特点，在许多领域得到了广泛应用，例如水处理、化工、石油和天然气等。
超声流量计的工作原理基于多普勒效应，也就是通过测量超声波在流体中传播时的频率变化来计算流体速度。
当超声波以某个固定的频率传播时，如果它与流体运动的方向相同，频率将增加；如果与流体运动的方向相反，频率将减小。
通过测量频率的变化可以计算出流体的速度和流量。
超声流量计通常包括一个发射器和一个接收器。
发射器会发射超声波脉冲，然后接收器会接收到反射回来的超声波。
通过测量超声波从发射到接收的时间差，可以计算出流体的速度。
超声流量计还可以通过测量超声波的传播时间差来确定流体的流量。
超声流量计有多种类型，主要分为传统型和便携式型。
传统型超声流量计通常由一个主机和一个传感器组成，传感器可以安装在管道或容器的外部，并通过超声波穿透壁面来测量流体的速度和流量。
便携式超声流量计则更加灵活，可以直接放置在测量点上，无需安装传感器。
便携式超声流量计通常采用非接触式测量，准确度较高。
超声流量计具有许多优势。
首先，超声波传播速度快，可以实时测量流体的速度和流量。
其次，超声流量计不受流体粘度、密度和温度等因素的影响，准确度较高。
另外，超声流量计无需对管道进行切割或堵塞，对流体不会产生任何影响，非常方便和安全。
超声流量计在水处理中的应用非常广泛。
它可以用于监测供水系统中的水流，以确保水资源的合理分配和供应。
此外，超声流量计还可以用于水质监测，例如测量水中溶解氧的含量和流速，以帮助判断水质的好坏。
在化工领域，超声流量计可以用于监测化工流程中的液体和气体流速，以保证生产过程的稳定性和安全性。
在石油和天然气行业，超声流量计也扮演着重要的角色。
它可以用于测量油田中油井的产量，以帮助石油公司进行生产计划和资源管理。
此外，超声流量计还可以用于测量天然气管道中气体的流速和流量，以确保输送系统的正常运行。
多声道超声波流量计的原理及应用
多声道超声波流量计的原理及应用多声道超声波流量计（Multi-Channel Ultrasonic Flowmeter）是一种使用超声波技术来测量液体或气体流量的设备。
它利用超声波在流体中传播时的特性，通过发送和接收超声波信号来测量流速和流量。
相对于传统流量计，多声道超声波流量计具有更高的精确度、更广泛的应用范围和更长的使用寿命。
多声道超声波流量计的原理如下：首先，设备通过传感器向管道内连续发送超声波脉冲。
这些脉冲沿着管道传播，并被流体中的颗粒和流动带来的涡流散射和吸收。
然后，传感器接收到这些散射回波，并分析它们的频率偏移和强度。
根据多普勒效应，当超声波与流体运动相互作用时，其频率会发生变化。
通过对频率偏移的分析和计算，可以计算出流速和流量。
多声道超声波流量计的主要优点包括：第一，它可以测量各种类型的流体，包括水、石油产品、化学品和气体等。
第二，它具有更高的测量精度，可以达到较低的误差范围。
第三，它不受流体密度、温度和压力的影响，适用于各种工况条件。
第四，它可以测量较大的管道直径范围，从小到几毫米到大到数米不等。
第五，它不需要破坏性的安装和维护，可以进行长期稳定的测量。
多声道超声波流量计广泛应用于许多不同的领域。
在工业过程控制中，它用于监测和控制液体和气体的流量，确保工艺的正常运行。
例如，在石油和化工行业中，它被用于监测原油、液化气等的流量。
在水处理行业中，它被用于监测供水和排水的流量，以确保水资源的有效利用。
在能源行业中，它被用于监测天然气、煤气等能源的流量。
此外，多声道超声波流量计也可以在实验室和科学研究中使用，用于测量流体性质和流动行为的研究。
总之，多声道超声波流量计利用超声波技术进行流速和流量的测量，具有精确度高、适用范围广的优点。
它被广泛应用于各个工业领域中，为生产过程的监测和控制提供了可靠的解决方案。
随着技术的进一步发展，多声道超声波流量计在流量测量领域的应用前景将更加广阔。
超声波流量计原理
1引言近几年来,随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展,利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快;基于不同原理,适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现,其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门,正日趋成为测流工作的首选工具;2超声波流量计的测量原理超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等;传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法;其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速,从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量;时差法测量原理时差法测量流体流量的原理如图1所示;它利用声波在流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t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量;图1超声波流量计测流原理图设静止流体中声速为c,流体流动速度为v,把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角,换能器的距离为L;从P1到P2顺流发射时,声波传播时间t1为：从P2到P1逆流发射时,声波的传播时间t2为：一般c>>v,则时差为：单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合;大型渠道水面宽、水深大,其流速纵横变化也较大,须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值,见图2;应用公式5、6可测得流量Q;以上各式中：d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离,为声道数,S为两声道之间的过水断面面积;图2多声道超声波流量计测流原理图多普勒法测量原理多普勒法测量原理,是依据声波中的多普勒效应,检测其多普勒频率差;超声波发生器为一固定声源,随流体以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,所以通过测量频率差就可以求得流速,进而可以得到流体流量,如图3;图3多普勒超声波流量计测流原理图当随流体以速度v运动的颗粒流向声波发生器时,颗粒接收到的声波频率f1为：因此,声波接收器和发生器间的多普勒频移Δf为：以上各式中：θ为声波方向与流体流速v之间的夹角,f0为声源的初始声波频率,c为声源在介质中的传播速度;若c>>vcosθ则式11、12是按单个颗粒考虑时,测得的流体流速和流量;但对于实际含有大量粒群的水流,则应对所有频移信号进行统计处理;超声波多普勒流量计的换能器通常采用收发一体结构,见图4;换能器接收到的反射信号只能是发生器和接收器的两个指向性波束重叠区域内颗粒的反射波,这个重叠区域称为多普勒信号的信息窗;换能器所收到的信号就是由信息窗中所有流动悬浮颗粒的反射波的叠加,即信息窗内多普勒频移为反射波叠加的平均值;平均多普勒频移Δ-f可以表示为：式中Δ-f——信息窗内所有反射粒子的多普勒频移的平均值；ΣNi——产生多普勒频移Δfi的粒子数；Δfi——任一个悬浮粒子产生的多普勒频移;由上可知,该流量计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,因此要求信息窗应位于管渠内接近平均流速的部位,才能使其测量值反映管渠内流体的平均流速;图4多普勒信息窗示意图3超声波流量计的分类根据超声波声道结构类型可分为单声道和多声道超声波流量计单声道超声波流量计是在被测管道或渠道上安装一对换能器构成一个超声波通道,应用比较多的换能器是外夹式和插入式;单声道超声波流量计结构简单、使用方便,但这种流量计对流态分布变化适应性差,测量精度不易控制,一般用于中小口径管道和对测量精度要求不高的渠道;多声道超声波是在被测管道或渠道上安装多对超声波换能器构成多个超声波通道,综合各声道测量结果求出流量;与单声道超声波流量计相比,多声道流量计对流态分布变化适应能力强,测量精度高,可用于大口径管道和流态分布复杂的管渠;根据超声波流量计适用的流道不同可分为管道流量计、管渠流量计和河流流量计管道流量计一般是指用于有压管道的流量计,其中也包括有压的各种形状断面的涵洞,这种流量计一般是通过一个或多个声道测量流体中的流速,然后求得流量;用于管渠的超声波流量计除了要具有测流速的换能器以外,还需要有测水位的换能器,根据测得的流速和水位求得流量;用于管渠的流量计一般含有多个测速换能器由声道数决定和一个测水位换能器;多数河流超声波流量计仅测流速和水位,而河流的过水流量由用户根据河床断面进行计算;4应用研究结合国家大型灌区信息化建设的研究内容,作者在昌乐县高崖水库灌区的北干渠上布设了4处监测站：其中徐家庙监测站渠底宽7.0m,水深～2.0m,采用5声道明渠超声波流量计监测,见图5;山秦监测站将一段明渠改造为有压管道输水,管径是 1.4m,采用单声道管道超声波流量计监测,见图6;在日照水库灌区总干渠上布设了6个测站,其中石咀监测站渠宽4m,水深～2m,采用了多普勒超声波流量计进行监测,见图7;图7石咀测站多普勒超声波流量计示意图各测站采用高精度流速仪对所测的瞬时流量进行对比分析;通过比较和个别参数修订,各测站测出的瞬时流量稳定可靠,与流速仪测出的数据有很高的一致性;5结束语超声波测流技术以其测量精度高、实时性好的特点越来越得到重视;但因其价格高、专业性强、维护管理要求高使其应用推广较慢;随着国家对水利投入的加大和节水型社会的建设,该技术设备将很快成为主要测流手段而得到广泛的应用;。
多普勒流速仪工作原理
多普勒流速仪工作原理多普勒流速仪，这名字听上去就很高大上，实际上它就像是科学界的小侦探，专门用来测量液体或气体的流速。
说白了，它就像是为水流或空气装上的一双“眼睛”，可以让我们看到那些肉眼无法捕捉的秘密。
想象一下，当你在河边钓鱼，水流潺潺，清凉的水流从你脚边溜过，这时候，如果有个小装置可以告诉你水流的速度，那该多酷啊！而多普勒流速仪就是这么一个神奇的东西。
你可能会问，这玩意儿到底是怎么工作的？其实它的原理就像是你在看车子开过来的时候，听到的声音变化。
想象一下，当一辆警车呼啸而过，你会听到“呜——”的声音从高到低，这就是多普勒效应在作怪！警车靠近时，声音频率高，离开时，声音频率低。
多普勒流速仪就是通过发射声波或者光波，分析这些波在流体中被反射回来的变化，从而算出流体的速度。
简单来说，它就像是一个会“听”的装置，通过声音或光的变化来判断流速。
哎，可能有人觉得有点抽象，但其实生活中随处可见这种现象。
你喝水的时候，水从杯子里流出的速度也可以被这个仪器捕捉到。
想想看，流水声哗啦啦的，那种感觉就像是自然在和你说话。
而多普勒流速仪的“耳朵”就能听到这些细腻的变化。
这玩意儿的应用范围可广泛了，医疗、环境监测、甚至航天，都能看到它的身影。
比如，医生可以用它来测量你血流的速度，看看你的心脏是不是在拼命工作。
使用多普勒流速仪的时候，操作员可得小心翼翼，毕竟这可是科学的神奇工具。
选择合适的波频，保证它能“听”到你想要的信息。
然后，要将传感器正确放置在流体中，确保能准确接收到反射回来的信号。
若是位置不对，数据可能就会出现误差，那就尴尬了，哈哈！就像你去量体温，温度计放反了，结果只能让人哭笑不得。
这个仪器不光是单打独斗，它还可以和其他设备联动，形成一个更大的系统。
想象一下，河流监测站里，多个多普勒流速仪一起工作，实时传回流速数据，帮助我们了解水质变化。
这对于预防洪水、保护生态环境可都是大有裨益的哦！听起来是不是觉得这个仪器特别“给力”？科技的发展总是让人感到惊讶。
超声波流量计的测量原理
超声波流量计的测量原理超声波流量计超声波流量计是一种非接触式流量测量仪表，近20多年发展迅速，已成为流量测量仪表中一种不可缺少的仪表。
尤其在大管径管道流量测量，含有固体颗粒的两相流的流量测量，对腐蚀性介质和易燃易爆介质的流量侧量，河流和水渠等敞开渠道的流量及非充满水管的流量测量等方面，与其他测量方法相比，具有明显的优点。
超声波流量计的测量原理超声波流量计是利用超声波在流体中的传播特性实现流量测量的。
电磁流量计超声波在流体中传播时，将载上流体流速的信息。
因此，通过接收到的超声波，就可以检测出被测流体的流速，再换算成流量，从而实现测量流量的目的。
利用超声波测量流且的方法很多。
根据对信号检测的方式，大致可分为传播速度法、多普勒法、相关法、波束偏移法等。
在工业生产测量中应用传播速度法最为普遍。
1.传播速度法根据在流动流体中超声波顺流与逆流传播速度的视差与被测流体流速有关的原理，检测出流体流速的方法，称为传播速度法。
很据具体测最参数的不同，又可分为时差法、相差法和频差法。
传播速度法的基本原理如图2.59所示。
远传式水表从两个作为发射器的超声换能器T, , T,发出两束超声波脉冲。
各自达到下、上游两个作为接收器的超声换能器R，和RZ。
设流体静止时超声波声速为C，发射器与接收器的间距为L。
则当流体速度为时，顺流的传播时间为式中，L, C均为常量，所以只要能测得时差At，就可得到流体流速。
，进而求得流最p。
这就是时差法。
时差法存在两方面间题:一是计算公式中包括有声速C，可拆卸螺翼式水表它受流体成分、沮度影响较大，从而给测量带来误差;另一是顺、逆传播时差At的数量级很小(约为10-’一10"9s),测量Lt，过去需用复杂的电子线路才能实现。
相差法是通过测量上述两超声波信号的相位差△lp来代替测量时间差6r的方法。
如图2.61，设顺流方向声波信号的相位为9).二“:;逆流方向声波信号的相位为T2 =则结合式(2.56)可得逆、顺流信号的相位差为式中。
超声波流量计方案
超声波流量计方案一、引言超声波流量计是一种常见的流量测量设备，通过利用超声波的传播特性实现对流体流量的测量。
它具有测量准确、无压力损失、无移动部件等优点，在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍超声波流量计的基本原理、常见类型以及应用案例，为读者提供一个全面了解和选用超声波流量计的方案。
二、基本原理超声波流量计通过发射超声波脉冲到流体中，利用声波在流体中传播的速度差异来测量流速。
其工作原理基于多普勒效应，即当声波遇到流体运动时，波长会发生变化，从而实现对流速的测量。
常见的超声波流量计包括传输时间差法和多普勒效应法，下面将分别进行介绍。
2.1 传输时间差法传输时间差法是一种基于声速差异原理的测量方法。
超声波流量计通常由两个传感器组成，一个作为发射器向下游发射超声波信号，另一个作为接收器接收信号。
超声波在流体中传播的速度取决于流体的物理性质以及流速。
当超声波流经流体时，由于流体的速度不同，传输时间会发生变化。
通过测量声波传播的时间差，可以计算出流体的平均流速。
2.2 多普勒效应法多普勒效应法是一种基于声波频率变化原理的测量方法。
超声波流量计的传感器通常同时具备发射和接收功能。
当超声波与流体运动相互作用时，声波的频率会发生变化。
对于与流体相对运动的声波而言，当流速较大时，声波频率会增加；当流速较小时，声波频率会减小。
通过测量超声波频率变化，可以计算出流体的实际流速。
三、常见类型根据实际应用需求和流体特性，超声波流量计可以分为不同类型，下面将介绍其中三种常见的类型。
3.1 声速差法超声波流量计声速差法超声波流量计采用传输时间差法进行测量，其原理是通过测量超声波在流体中传播的时间差来计算流体的流速。
该类型的流量计适用于流体中无颗粒或颗粒较小的情况，如液体或气体的流量测量。
3.2 直接时间差法超声波流量计直接时间差法超声波流量计是一种改进的传输时间差法测量方法。
与传统声速差法不同的是，该类型的流量计不再使用两个传感器，而是采用单个传感器进行测量。
超声波流量计工作原理.doc
超声流量计工作原理超声波在流体中传播时，受到流体速度的影响而载有流速信息，通过检测接收到的超声波信号可以测知流体流速，从而求得流体流量。
超声波测量流量的作用原理用的最多的有传播速度法、多普勒法，这些方法各有特点，在工业应用中以传播速度法最普遍。
1、传播速度法的测量原理超声波在流体中的传播速度与流体流速有关。
传播速度差法利用超声波在流体中顺流与逆流传播的速度变化来测量流体流速并进而求得流过管道的流量。
其测量原理如图1所示，根据具体测量参数的不同，又可分为时差法、相差法和频差法。
① 时差法时差法就是测量超声波脉冲顺流和逆流时传播的时间差。
图1 超声测速原理如图1所示，在管道上、下游相距L 处分别安装两对超声波发射器（1T 、2T ）和接收器（1R 、2R ）。
设声波在静止流体中的传播速度为c ，流体的流速为u ，则声波沿顺流和逆流的传播速度将不同。
当1T 按顺流方向、2T 按逆流方向发射超声波时，超声波到达接收器1R 和2R 所需要的时间1t 和2t 与流速之间的关系为 （1-1） 由于流体的流速相对声速而言很小，即c 远远大于u ，可忽略，因此时差而流体流速（1-2）当声速c 为常数时，流体流速和时差t ∆成正比，测得时差即可求出流速，进而求得流量。
但是，时差t ∆非常小，在工业计量中，若流速测量要达到1%精度，则时差测量要达到0.01/s μ的精度。
这样不仅对测量电路要求高，而且限制了流速测量的下限。
因此，为了提高测量精度，早期采用了检测灵敏度高的相位差法。
② 相差法相位差法是把上述时间差转换为超声波传播的相位差来测量。
设超声换能器向流体连续发射形式为10()sin()s t A ωϕ=+的超声波脉冲，式中ω为超声波的角频率。
按顺流和逆流方向发射时收到的信号相位分别为和。
则在顺流和逆流接收的信号之间有相位差式中，f 为超声波振荡频率。
由此可见，相位差ϕ∆比时差t ∆大2f π倍，且在一定范围内，f 越大放大倍数越大，因此相位差ϕ∆要比时差t ∆容易测量。
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超声波多普勒流量计测量原理
1．基本工作原理
超声波多普勒流量计的测量原别是以物理学中的多普勒效应为基础的。
根据声学多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。
这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比．
在超声波多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用，当然它仅仅是把入射到固体颗粒上的超声波反射回接收据．发射声波与接收声波之间的频率差，就是由于流体中固体颗粒运动而产少的声波多普勒频移．由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频差可以求得流速．进而可以得到流体的流量．
因此，超声波多普勒流量测量的一个必要的条件是：被测流体介质应是含有一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等的两相介质．这个工作条件实际上也是它的一大优点，即这种流量测量方法适宜于对两相流的测量，这是其它流量计难以解决的问题．因此，作为一种极有前途的两相流测量方法和流量计，超声波多普勒流量测量方法目前正日益得到应用．
2．流量方程
假设，超声波波束与流体运动速度的夹角为，超声波传播速度为c，流体中悬浮粒子运动速度
与流体流速相同，均为u．现以超声波束在一颗固体粒子上的反射为例，导出声波多普勒频差与流速的关系式．
如图3—39所示，当超声波束在管轴线上遇到一粒固体颗粒，该粒子以速度u沿营轴线运动．对超声波发射器而言，该粒子以u cos a的速度离去，所以粒子收到的超声波频率f2应低于发射的超声波频率f1，降低的数值为
f2－f1＝－f1 （3－73）
即粒子收到的超声波频率为
f2＝f1－f1 （3－74）
式中f1――发射超声波的频率；
a――超声波束与管轴线夹角；
c――流体中声速。
固体粒子又将超声波束散射给接收器，由于它以u cos a 的速度离开接收器，所以接收器收到的超声波频率f3又一次降低，类似于f2的计算，f3可表示为
f3＝f2－f2 （3－75）
将f2的表达式代入上式，可得：
f3＝f1（1－)2
＝f1（1－2 ＋）（3－76）
由于声速c远大于流体速度u，故上式中平方项可以略去，由此可得：
f3＝f1（1－2 ）（3－77）
接收器收到的超声波频率与发射超声波频率之差，即多普勒频移f1，可由下式计算：f＝f1－f3＝f1－f1（1－2 ）
＝f1 （3－78）
由上式可得流体速度为
u＝ f （3－79）
体积流量qv可以写成：
qv＝uA＝ f （3－80）
式中，A为被测管道流通截面积．
出以上流量方程可知，当流量计、管道条件及被测介质确定以后，多普勒频移与体积流量成正比，测量频移f就可以得到流体流量qv。
5．关于流量方程的几点讨论
(1)流体介质温度对测量的影响
由流量方程可见，流虽测量结果受流体中的声速c的影响．一般来说，流体中声速与介质的温度、组分等有关，很难保持为常数．为了避免测量结果受介质温度、组分变化的影响，超声波多普勒流量计一般采用管外声楔结构，使超声波束先通过声楔及管壁再进入流体。
设声楔材料中的声速为c1；流
体中声速为c；声波由声楔进入流体的入射角为；在流体中的折射角为；超声波束与流体流速夹角为a；见图3－40所示，根据折射定理，有：
＝＝
代入流量关系式，可得：
qv＝ f （3－81）
由此式可见，采用声楔结构以后，流量与频移关系式中仅含有声楔材料中的声速c1而与流体介质中的声速c无关．而声速c1温度变化要比流体中声速c随温度变化小一个数量极，且与流体组分无关．所以，采用适当材料制造声楔，可以大幅度提高流量测量的准确度．
(2)信息窗与平均多普勒频移
为有效地接收多普勒频移信号，超声波多普勒流量计的换能器通常采用收发一体结构，见图3—41所示．由图中可见，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
图3－40 声楔与声波的折射
流量计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，即其信息窗内多普勒频移为叠加的平均值．平均的多普勒频移f可以表示为
f＝（I＝1，2，3…）（3－82）
式中f——信息窗内所有反射粒子的多普勒频移的平均值；
Ni——产生多普勒频移fi的粒子数；
fi－一任一个悬浮粒子产生的多普勒频移．
从上述讨论可知，该流量计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救有关的函数，当管内流动的雷诺数Re发生变化时，其平均流速区域位置也将改变．而一旦流量计安装完毕，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f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．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．因此，超声波多普勒流量计的实际流量计算式可以写成：
图3－41 多普勒信息窗
qv＝（3－83）
式中，符号意义同前。