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閱讀：16發(fā)布時(shí)間：2025-9-14
超聲波流量計(jì)依據(jù)聲通道的排列可分為單聲道超聲波流量計(jì)。單聲道超聲波流量計(jì)的量測(cè)管段上只組裝一對(duì)超聲波換能器，而多聲道超聲波流量計(jì)的量測(cè)管段上組裝多對(duì)超聲波換能器，包括多條獨(dú)立的超聲波傳播路徑。多聲道超聲波流量計(jì)對(duì)流場(chǎng)的適應(yīng)能力更強(qiáng)，能提高流量計(jì)的測(cè)量精度；然而，單聲道超聲波流量計(jì)廣泛應(yīng)用于小直徑場(chǎng)合，通過鏡子的應(yīng)用，單聲道超聲波流量計(jì)的聲道布置變得越來越復(fù)雜，測(cè)量精度也得到提高。依據(jù)聲道的傳播方式，常用的單超聲波流量計(jì)主要有Z型流量計(jì)、U型流量計(jì)、V型流量計(jì)、N型流量計(jì)和三角流量計(jì)。不同傳播類型的聲通道示意圖如圖4-1所示，其中紅色虛線表示聲波的傳播路徑。
多聲道超聲波流量計(jì)采用數(shù)值積分法提高流量修正系數(shù)的精度，可以解決單通道超聲波流量計(jì)量測(cè)不確定度誤差大的問題。多聲道超聲波流量計(jì)通常采用高斯積分法計(jì)算公式(2-7)中各通道的位置r/R和相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)wi。在采樣點(diǎn)數(shù)和自由節(jié)點(diǎn)數(shù)相同的情況下，高斯型數(shù)值積分法比辛普森公式和梯形公式具有更高的計(jì)算精度。圓形量測(cè)管段超聲波流量計(jì)一般采用高斯-雅可比積分法計(jì)算聲道位置和相應(yīng)的權(quán)系數(shù)。依據(jù)高斯-雅可比積分法的零點(diǎn)確定各通道的高度，依據(jù)積分法的權(quán)系數(shù)計(jì)算通道權(quán)系數(shù)。
在實(shí)踐中，各通道上的速度分布與理想代數(shù)多項(xiàng)式表示的速度分布有很大差異，特別是不能反映管壁速度為零的特性，導(dǎo)致流量積分結(jié)果高，影響超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。為了使計(jì)算結(jié)果更接近圓形管段內(nèi)液體充分發(fā)展的真實(shí)值，提出了一種利用圓形截面算法(OWICS)計(jì)算聲道位置ri/R和權(quán)重系數(shù)wi的方法，該方法實(shí)際上是一種基于正交多項(xiàng)式的高斯積分方法。高斯-雅可比(Gauss-Jacobi)和OWICS積分法計(jì)算的各通道的位置和權(quán)重系數(shù)見表。
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