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用时差法检测液压系统流量
2012/7/2 阅读次数:[3109]
液压系 直存在故障率高、故障检测定位困难的问题。常用的液压系统振动信号诊断技术、油液分析诊断技术已无法准确获得反映液压系统运行状态的流量、压力等关键参数及其变化;传统的液压介入式测量方法,检测接口有限,拆装困难,而且影响系统的动态特性。
而流量是液压系统的重要参数之一,其大小直接反映液压系统运行状况的好坏。通过测量系统流量实现液压系统的实时监控,以保证液压系统的正常运转,同时也便于诊断液压系统故障。因此检测液压系统的流量具有重要意义。
2 时差法测液压流量原理
超声波用于流体的流速测量有许多优点。和传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比它的计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等等。近年来,由于电子技术的发展,电子元气件的成本大幅度下降,使得超声波流量仪表的制造成本大大降低,超声波流量计也开始普及起来。经常有客户询问有关超声波流量测量方面的问题。作为普及,我们将陆续撰写一些专题文章,来介绍一些相关知识,以便推广和普及超声波流量技术的普及和提高。
时差法的测量原理为:超声波在流体中的传播速度与流体流动速度有关,据此可测量流量。在流速v的流动媒质的上、下游分别放置超声波换能器1和换能器2,结构如图1所示。

换能器l和换能器2间距为L,管道直径为D,L与v之间的夹角为θ。当换能器2接收换能器1发送的超声脉冲时,超声沿L的传播速度为(c-v),其中c是静止媒质中的超声波速度。超声波逆流由换能器l传输到换能器2的时间为:

将换能器的接发功能调换,换能器2发送超声脉冲,换能器l接收超声波顺流由换能器2传输到换能器1的时间:

于是,逆流和顺流的时间差为:

因为超声波在液体里的传播速度为1500m/s,而流体速度在不是很高的情况下,可认为:则式(3)化简为:
这样,液体平均流速v 可由声时差△t确定,即在c和x恒定的前提下,v与△t成线性。再根据流量方程求出流量Q: 式中k为流速分布修正系数。
 
 
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