詳細介紹超聲波熱量表的原理
2022-07-13標簽：超聲波熱量表
熱量計算是超聲波熱量表的一項主要性能指標，整個過程存在較多影響因素，大致歸納為熱量系數k、進出口的水溫差T、管道直徑d以及流過熱量表的流量F等。所以在測量釋放和吸收的熱量Q時，要綜合考慮多方面因素，并在此基礎上根據相應的運算公式求取結果。
超聲波熱能表在流量測量中，采取的是間接測量法。根據超聲波換能器安放位置不同，熱能表呈現出的整體結構也有不同類型，其中以反射式結構最為常見。反射式結構在具體應用過程中，如果沒有出現因為水流方向改變而產生的測量精度問題，管道內的水流就會呈現出與超聲波傳遞相同的方向，從而有效避免誤差問題。除此之外，超聲波傳遞存在距離長、耗時長的特點，能夠為時差法的順利開展提供充足的條件，也可以在極大程度上保證測量精度滿足要求，流量計量原理圖如圖1所示。
在圖1中，d和l分別表示測量管道直徑和兩個換能器之間的直線距離，s、v、c分別表示換能器與反射柱之間的距離、水流速率以及超聲波傳播速率。在流量計量過程中，時間差作為對計量結果影響最大的因素，應足夠重視。這里所涉及的時間差主要是指順流與逆流傳播之間的差值。
超聲波熱量表量原理
在對超聲波熱量表的超聲波熱量表量原理進行設計時，為了實現降低耗能、提高精度這一目標，設計人員采用了基于STM32L152和TDC-GP22的超聲波熱量表。此類熱量表在計量溫度時，測量的依據主要為電容與電阻之間進行放電所需的時間。在實際操作過程中，電容會根據具體的計量需求來對Pt1000和參考電阻進行分別放電，顯著提升鉑電阻溫度傳感器的測量精度。與此同時，超聲波熱量表量過程中還選用了精度極高的TDC時間數字轉換能，準確記錄放電時間，確保其精確度滿足測量需求，從而保障溫度測量結果具有參考性。
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