超声波流量计流量检测技术的探讨  十五

可以证明，超声射线在流动流体中的任一点的折射角成可以写成下式：

上式说明，超声波射线在流动流体中的轨迹应为一条曲线，即如图2．5中的曲线

P∥，在点P和点曰‘处，由于“=o所以风印，而在，暑0处，由于村％，所以氏哦．曲线轨迹P∥与直线轨迹P坷在几何路径上相差很小，即点口’相对于点口的偏移很小。

当管径D为300硼时，这个偏移(君．秽)还不到一个毫米。这样可以认为，点艿’的出射角与点B的出射角相等，即仍为入射角a。

由上述分析可知，我们在根据几何声学原理推导超声波流量方程时，可以采用如下几点简化假定：

1)管道内各点流速沿横截面均匀分布并认为等于平均流速甜；

2)不考虑超声波射线在流动媒质中传播时的曲线轨迹和传播方向的改变；

3)忽略声楔折射面上的曲率，并认为管道内壁是光滑的。

假设1)说明，只要求出平均流速；就可求得流量；而假设2)和3)则说明在流动的被测介质中，超声射线仍然服从(2．28)的折射规律，也就是说，式(2．29)完全可由(2．28)代替，这样，风=凡=90。一口，此处口为超声波射线与管道轴线之间的夹角，从而得出一个重要结论；

超声波在流动的被测介质中的传播速度等于静止流体中的声速乞与流体平均流速在超声射线方向上的分量鸺osl9之代数和．

正是基于上述假设，我们推导了流量方程．但是，这里我们所说的平均流速是按管道横截面平均的，可称为面平均流速，而超声波流量计所测之流速是超声射线上之平均流速，即是按射线路径平均的，可成为线平均流速，线平均流速与面平均流速之差异可通过流体动力学修正系数来进行修正．

超声波流量计