影响超声波计的主要因素有哪些
全部答案（共1个回答）
1.流体介质（超声波流量计能测的介质也是有要求的，有些介质测不了）
2.介质的温度
3.是否满管（液体超声波流量计）
4.时差法原理的超声波流量计只能测较为纯净的液体流量。
5.多普勒法超声波流量计专门测带杂质气泡的液体流量
6.管道的材质
7.管道的壁厚
8.介质的流速范围（过低过高都测不准）
9.当传感器头接触管壁的时候是否充分接触，一般的管壁都需要经过打磨处理，加上耦合剂才能达到充分接触，如果接触不好会影响信号传递
10.传感器头安装的距离（指的是时差法的超声波流量计，时差法是通过超声波的折射来完成测量的，如果距离不对那对信号也是影响非常大的）
11.时差法流量计一般传感器头是装在侧面，不建议装在顶端。因为顶部会有气泡。时差法是不能测带太多气泡杂质的！
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
超声波流量计优点:
(1)可做非接触式测量;
(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;...
超声波在流动的流体中传播时就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流体的流速，从而换算成流量。超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才...
超声波流量计的分类
某些管道因材质疏、导声不良，或者锈蚀严重，衬里和管道内空间有间隙等原因，导致超声波信号衰减严重，用外贴式超声波流量计无法...
气体流量计在使用过程当中经常会发生一些故障，不过大多数的故障都是人为引起的，不是流量计本身的问题。那么出现了故障我们应该如何正确的排查呢？接下来我们会详细的讲解...
答: 弹簧钢和圆棒的区别是什么？
答: 当地的农机管理部门，就是负责这方面的事情。收割机手是要考取收割机驾驶证的。
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答: 　2011年二级建造师考试时间(部分省市时间不统一)
6月26日　 上午9:00-12:00
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浅谈超声波流量计的安装对测量误差的影响
浅谈超声波流量计的安装对测量误差的影响
&&&&一、概述
&&&&重庆钢铁股份有限公司是一个耗能大户，能源品种多达二十余种，主要能源流体有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气、氧气、氮气、压缩空气等，能源计量问题一直是公司节能降耗降成本的一件大事。公司是一个大型的老企业，计量设施以前主要采用节流孔板进行流体计量，由于孔板流量计简单牢固，性能稳定可靠，使用寿命
&&&&一、概述
&&&&重庆钢铁股份有限公司是一个耗能大户，能源品种多达二十余种，主要能源流体有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气、氧气、氮气、压缩空气等，能源计量问题一直是公司节能降耗降成本的一件大事。公司是一个大型的老企业，计量设施以前主要采用节流孔板进行流体计量，由于孔板流量计简单牢固，性能稳定可靠，使用寿命长，价格低廉等优点被广泛使用。但孔板也存在测量范围窄，测量上限和测量下限之比一般仅3：1~4：1；压力损失大，对于低压力的自产煤气测量影响较大，低压力流体测量信号弱，测量误差大，现场安装条件要求较高，安装、清洗必须停产，维护困难，高流速和脏污介质及腐蚀性介质对孔板冲刷，腐蚀影响严重，管道内壁流体介质结晶，孔板前后积液等因素都将严重影响其测量精度。
&&&&随着企业生产节奏的加快，孔板安装、清洗、维护受到不能停产的限制而无法进行，工业流量测量还普遍存在着大管径、大流量测量的困难，因为孔板流量计随着测量管径的增大会带来制造、运输和安装上的困难，造价提高、能损加大，于是我们引入了能便于在线安装、维护的插入式涡街流量计、插入式涡轮流量计、测管流量计、均速管流量计等。
&&&&二、测管流量计和均速管流量计的应用
&&&&测管流量计、均速管流量计等由于其结构简单、重量轻、安装维护方便、压力损失小等优点被很多企业使用于大管径流量计量上，其原理采用皮托静压管的速度面积法测量原理，通过安装在管道内的测量装置的全压取压孔测出管道中全压取压孔所在点的流体的全压（总压），测量装置背流面的静压取压孔测出流量的静压，测量管将全压和静压得出差压△P：
&&&&式中：V：为测头处流速。m/s
&&&&△P：测出的差压：Pa
&&&&&：被测介质密度，kg/m3
&&&&K：测管仪表的校正系数
&&&&再根据测得流速后计算出管道内的流量。
&&&&不论是测管流量计或者是均速管流量计都是点流速型，是通过测量管道截面上一点的流速从而推算出管道内整个截面上的平均流速，为得到稳定的流态，仪表安装要求有较长的直管段，在现实生产环境中是很难达到的。而流体在管道中流速的分布受流体介质、温度、粘度、重度及管道内壁粗糙度等因素影响都将发生变化，同时点流速与插入点的位置关系也很大，因此安装要求非常高，要通过一点的流速来测算整个管道内的流速，其测量精度必将是很差的。
&&&&三、超声波气体流量计的引入
&&&&为避免孔板给计量带来的安装、维护、精度和价格上问题，避免测管流量计、均速管流量计等带来的直管段要求高、易堵塞和点不能带面的问题，我们通过超声波计量表得到启示：
&&&&1、超声波计量仪表的原理
&&&&超声波流量计是一种流体流动对超声波束在流体中传播速度的改变来测量满管液体体积流量的仪表。
&&&&2、超声波流量计的分类
&&&&超声波流量计根据对信号检测原理的不同可分为时差式、多普勒式和声束偏移式流量计，根据超声换能器的配置方式不同可分为单声道、双声道和多声道；根据换能器供电方式不同，可分为外贴式、管段式和插入式；插入式超声波流量计可以在不断流的情况下，利用专用工具在管道上打孔，将换能器插入管道内进行测量。
&&&&时差式超声波流量计的原理是当声波沿流体流动方向传播时，其传播时间比逆向短。
&&&&它与流体的流速有关，时差式超声波流量计就是利用声波在流体中顺流和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。超声波流量计测量元件安装在管道直径上的两端，测得的是管道内直径上的平均流速，相对于点流速就较充分的反映了管道内介质的流动状态，精度相对较高。安装维护方便，因而得以广泛使用。
&&&&3、超声波的组成
&&&&超声波流量计由超声波换能器、数据处理及流量显示和累积系统三部分组成。
&&&&4、超声波气体流量计的引用
&&&&我公司炼铁厂5#高炉煤气煤气发生总管，直径为Ф2200，在2000年安装了均速管流量计，由于该计量设施经常堵塞，维护难度相当大，造成长时间无法准确计量，现场及生产状况也无法安装孔板和文丘里流量表等其它计量装置，于是我们通过超声波流量表的原理和广泛使用情况，决定在高炉煤气发生量总管上试用时差插入式超声波气体流量计。由于超声波气体流量计造价基本上与被测管道口径大小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。因此被认为是较好的大管径流量测量仪表。
&&&&超声波测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响。但超声波在气体中传播由于衰减过大，对于大管道流量测量，生产厂家往往不能将两换能器安装在管道直径的两端，而是将两换能器插入管道内测得是管道内某一段的平均流速来测算管道截面上的总流速，这样的测量方式必将对测量精度带来较大影响，因此气体超声波流量计在安装中就注意安装方式以及安装中插入深度及尺寸，以便计算修正。
&&&&四、超声波气体流量计的安装
&&&&换能器安装不合理是超声波流量计不能正常工作或计量误差大的主要原因。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外，尤其要注意换能器尽量避开有变频调速器、电焊机等干扰电源的地方。另外就是插入深度，气体在管道中流动时，由于气体自身粘滞性和管壁对流体的作用，管道横截面上气体的流速分布是不均匀的，在截面上的流速分布可表示为：
管道气体流速分布图
&&&&在截面上的流速分布可表示为：
&&&&K：为比例因子，它与管道阻力系数、管道内径等有关。
&&&&U：管道截面上的平均流速
&&&&&：修正系数：
&&&&1、当两换能器分别安装于管壁处进行测量时（A图），超声波扫描整个管道截面直径上流体流速情况，但由于管道大超声波信号强度不够，往往不能实现。
&&&&2、当换能器插入管道的不同位置安装，其测量的结果也是不同的，如下图：
&&&&B图所示：两换能器在管道内对称安装。
&&&&C图所示：两换能器在管道内不对称安装。
&&&&D图所示：两换能器一个安装在中心点，一个安装在管壁上。
&&&&如B图、C图所示的安装，根据流速分布情况，其超声波扫描的只是位于管道流速较快的一段，因此不能充分代表整个截面的流速。2004年7月公司在炼铁厂5#高炉煤气发生总管（Ф2200）上的安装超声波流量计由于该管道直径较大无法采用A图和D图安装，后采用C图方式安装，其安装尺寸如E图。
&&&&安装完成后，经过运行我们根据5#高炉入炉风量和以前均速管流量计正常时的计量数据进行比较，认为超声波气体流量计计量数据偏大，于是我们根据换能器的安装位置，插入深度进行分析，对流量修正系数进行重新计算为：
&&&&厂家给出量程为30万m3/h，探头总长为2000mm，仪表固化的修正值为0.9541，探头直径为57mm：
&&&&（1）求上游处探头插入深度：
&&&&a、求上游外露部分长度：
&&&&97+54+180+235+124-57/2=661.5（mm）
&&&&b、求上游插入部分长度：
&&&&探头总长-外露部分长度-壁厚=插入深度（A上）
&&&&c、求上游插入深度（距管内壁垂直距离）
&&&&（2）求下游探头插入深度：
&&&&a、求下游外露部分长度：
&&&&147+53+183+228+112-57/2=694.5（mm）
&&&&b、求下游插入部分长度：
&&&&c、求下游插入深度（距管内壁垂直距离）&&&&
&&&&（3）求两探头的距离L2：
&&&&（4）求探头处流速修正系数K：
&&&&设：r为管道内测试点距轴中心的距离
&&&&R为管道半径
&&&&U为管道截面上的平均流速
&&&&根据厂家提供的数据例表查出：
&&&&当r/R为0.151时，比例因子K1为1.1305
&&&&r/R为0.152时，比例因子K2为1.1303
&&&&根据厂家提供的资料轴中心最大流速K0为1.1464U
&&&&根据厂家提供的资料轴中心最大流速K0为1.1464U
&&&&（5）求修正值&：
&&&&考虑到仪表出厂时厂家已根据流体介质、压力、温度和直径上的平均流速与截面上的平均流速进行了修正，其修正值为0.9541，因此修正值应为：
&&&&（6）求仪表实际量程：
&&&&原量程为30万m3/h
&&&&修正后的量程为Q/=30万&&'=27.6204万
&&&&取整为27.6万m3/h
&&&&由此看出：超声波探头插入深度不同对计量数据影响很大，以满量程计算误差为（30-27.6）/27.6&100%=8.7%。经生产厂家确认，我们对仪表量程进行修改后，仪表运行正常。
&&&&2005年9月我们在公司炼铁厂老四高炉煤气发生总管（Ф1600）安装时考虑超声波测量值应能充分代表管道内流体的平均流速，我们建议厂家一个换能器安装在管壁上，另一个安装在轴心上：如图D，这样流体超声波测量值是管道半径上的平均流速，比较真实的反应了管道内流体的总的流速，投入运行后未作大的修正就运行正常了。
&&&&五、结束语
&&&&我司近年来在大管道流量计的使用中，我们认为：
&&&&1、超声波流量计测得的是管道截面上某面上某线段的平均流速，相对于测点流速的涡街流量计、均速管流量计、测管流量计等测量精度较高（当然低于测量全截面平均流速的电磁流量计，但电磁流量计不能测气体流量）。
&&&&2、超声波流量计最好换能器安装在管道直径的两端测管道直径上的平均流速，次之可将换能器一个安装在管壁上一个安装在管道中心点，这样测得半径上的平均流速，以上两种安装方式均不能选用时才采用B图或C图安装，但安装后应精确测量安装尺寸，仔细计算修正系数，以保证测量的准确。
&&&&3、不论是测点流速或是测线段流速的仪表，都应保证测量装置前后直管段要足够长，才能保证流体在管道中的流速分布尽量符合理想的流速分布。
型号/产品名
武穴市金萌公司
啊速度快吗吗啊思密达公司
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09:23:19编辑：什么鱼 关键字：&&
　　1.1超声波流量测量发展概况
　　工业生产和科学实验都离不开对工质数量的了解或对各种物质（原料）配比的控制。为保证产品质量、进行经济核算，对单位时间内物料的输送量（流量）或某段时间内物料的总输送量（累积流量）要精确计量和控制，并要求能及时地发出反映流量大小的信号。流量测量，不管是以计量为目的，或是用于过程控制，几乎涉及所有的领域。流量测量仪表种类繁多，用超声波来检测流量是其中的一种重要方法。当超声波在流动的媒质中传播时，相对于固定的坐标系统（比如管道中的管壁）来说，超声波速度与其在静止媒质中的传播速度有所不同，其变化值与媒质流速有关，因此根据超声波速度变化可以求出媒质流速。另外也可以根据超声波在流体中的多普勒效应来求媒质流速，从而根据管径等其它已知参数计算出流体的瞬时流量和累积流量。
　　研究利用超声波测量液体和气体流量已经有数十年的历史。1928年法国的O. Rutten研制成功了世界上第一台超声波流量计，之后美国、意大利等国陆续有人研究，但都限于相位差法，进展不大。1955年，应用声循环法的超声波流量计首先作为航空燃料用流量计获得成功，随后又出现了基于时间差法和波束偏移法的超声波流量计。1958年，A.L. Herdrich等人发明了折射式超声波探头，以消除由于管壁中声波的交混回响而产生的相位失真，为换能器的管道外夹安装提供了理论依据，超声多普勒流量计也在这一时期诞生。1963年，超声波流量计开始由日本的Tokyo Keiki等人引入工业应用，但由于电子线路太复杂而未占有牢固的地位。20世纪70年代后，集成电路技术迅猛发展，高性能锁相技术的出现与应用，使得实用的超声波流量计得以迅速发展。到20世纪90年代初期日本、美国、西欧等地区超声波流量计的销售已占到流量仪表的4%~9%.20世纪90年代中期，超声波流量计世界范围的年销售台数约3.6万台，其中明渠用约占1/3，封闭管道用约占2/3，2/3中传播时间法、多普勒法、组合法分别约占81%、13 %、6%.进入21世纪，Flow Research和Ducker Worldwide的研究报告指出，全球超声波流量计（不含明渠流量计）2000年的销售达到2.4亿美元，2005年前，超声波流量计的销售还将以年均 15.3%的速度快速增长。
　　如今，超声波流量计扮演着越来越重要的角色，在供水、电力、石油、化工、冶金、煤矿、环保、医疗、海洋、河流等各种计量测试中得到广泛的应用，并在一定范围内取代了传统的差压流量计和电磁流量计等设备。超声波流量计是一个很有发展前途的方向，F.C. Kinghorn在FLOMEKO&1996上指出［8］，&改善现有的流量测量系统或开发新型流量测量手段将给工业界带来巨大的效益，在这方面超声波流量计、文丘利管流量计及层析显像技术将会是最有发展前途的三个领域&，由此可见一斑。
　　超声波流量计主要由安装在被测管道上的超声换能器（或由换能器测量管段组成的超声流量传感器），后端处理系统，以及连接它们的专用信号电缆组成。后端处理系统在结构上分为固定盘装式和便携式两大类，以下从不同角度对超声波流量测量方法进行分类。
　　按测量原理分类：封闭管道用超声波流量测量原理有5种：传播时间法、多普勒效应法、波束偏移法、相关法和噪声法。
　　按被测介质分类：有气体用和液体用两类。
　　按换能器安装方式分类：有可移动安装和固定安装（短管式和插入式）。
　　按声道数分类：有单声道、双声道、四声道以及多声道等类别。
　　课题研究的超声多普勒流量测量方法自诞生以来，已逐步发展成为超声波流量测量的一个重要方向。超声多普勒流量计适用于测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的液体，如污水、工厂排放液、脏流程液、农业用水、泥浆、矿浆、非净燃油、原油等，除非清洁液体中引入散射体（如气泡）或其流动扰动程度大到能获得反射信号，通常不适用于清洁液体。
　　与差压流量计和电磁流量计等各种传统的流量测量方法相比，超声多普勒流量测量方法具有以下显著特点：
　　（1）可以将检测元件置于管壁外而不与被测流体直接接触，不破坏流体的流场，没有压力损失；
　　（2）外夹式超声多普勒流量计的安装、检修均不影响管路系统及设备的正常运行；
　　（3）超声多普勒流量测量精度受流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响小；
　　（4）尤其适合替代电磁流量计来测量腐蚀性液体、高粘度液体以及非导电性液体的流量；
　　（5）多声道技术可缩短要求的直管段长度而仍然能保证较高测量精度；
　　（6）可以从厚的金属管道外侧测量管内流体的流速，无需对原有管道进行任何加工，尤其适合应用于大管径、大流量场合。
　　相对传统的流量计，超声多普勒流量测量方法特点比较突出，适合多种工况条件和液体类型流量的测量，在工业流量测量中具有广泛的应用前景。近年来，随着电子技术和信息技术的飞速发展，超声波流量测量的技术水平有了很大提高，但研究重点非常明显地集中在血流测量等医学领域，超声波工业方面的研究相对较少，且主要集中于时差式流量测量（以天然气流量测量最为突出），在多普勒方法方面的研究不多，导致现有工业管道用超声多普勒流量计的性能普遍不高，存在以下缺点：
　　（1）不能判断流速方向；
　　（2）低流速测量困难；
　　（3）动态响应速度慢、实时性差；
　　（4）基本误差一般为&（1%～10%）FS，重复性为0.2%～1%，相对时差式超声波流量计、质量流量计、电磁流量计等其它流量计而言精度比较低。
　　这些缺点极大限制了超声多普勒流量计的推广和使用。目前超声多普勒流量计一般只在一些特殊场合下使用，比如便携式测量、明渠流量测量、超大管径流量测量等。
　　1.2超声多普勒流量测量研究进展
　　1.2.1多普勒流量测量模型
　　超声多普勒流量测量技术在过去的几十年中得到不断发展，出现了多种测量模型，本章概括为分为连续波多普勒（CW Doppler）模型 、脉冲波多普勒（PW Doppler）模型、伪随机多普勒模型和调频多普勒（FM Doppler）模型 四种。CW Doppler流量测量采用收发分离的换能器，它们分别连续不断地发射和接收超声波信号并进行后续处理，这种测量模型一般用于平均流速和流量的测量，详细原理见本文4.2小节，本章主要介绍后面三种模型的研究进展情况。
　　（1）PW Doppler模型
　　PW Doppler可采用收发共用的换能器，进行间断式的脉冲发射，并作时间的门控式（Time-Gate）选通接收，测量原理如图1-1所示。
　　超声换能器在起始时刻t0发射一串超声脉冲，并延迟一段时间1 t后接收超声回波信号，选通时间2 t决定了采样的回波信号长度，对应于取样分析的散射体样本大小，散射体样本在超声波传播方向的长度为：
　　式中c0为流体中的声速。散射体距离管壁的径向位置为：
　　根据多普勒效应，对时间长度为t2的取样回波信号进行频谱分析，得到散射体速度：
　　式中fd为散射体样本的多普勒频移，f0为发射信号频率。
　　通过改变延迟时间t1和选通时间t2，可得到超声波传播途径上任意位置的任意大小散射体样本的速度，从而可以测量流体在超声波传播方向上的流速分布。但这种方法存在一些缺点，如图1-1，定义PRF为选通时间的脉冲重复频率，由于PW Doppler流量测量可以检测出的最高多普勒频移只能是脉冲重复频率的一半，因此PW Doppler方法能探测的最大深度为：
　　能够测量的最大流速为：
　　并且最大探测深度和最大流速之间相互制约：
　　由于上述这些缺点，PW Doppler方法近年来逐步被一种新的时域相关技术所取代。
　　（2）伪随机多普勒模型
　　伪随机超声多普勒流量测量模型的原理如图1-2所示。
　　振荡器产生高频正弦波sin&0t，它被伪随机信号调制并功率放大后成为发射信号st（t）：
　　式中M（t）是m序列二进制伪随机码。st（t）遇到第i个散射目标后返回到接收探头的时间设为（t-&i），于是接收探头接收到的回波信号为：
　　式中&Oi为第i个目标的多普勒频移。m序列经延迟&k后为M（t-&k），与回波信号经相关器解调后得到：
　　由m序列自相关函数的性质可知：
　　如果随机序列的N值相当大，则上式第二项可以忽略，即：
　　这样，调节延迟时间&k就可以选通不同深度的运动目标进行分析。
　　伪随机多普勒流量测量方法与CW Doppler和PW Doppler方法相比较，其可以克服CW Doppler方法没有距离选择性以及PW Doppler方法的最大测量距离和最大可能测量速度受限制等缺点。
　　（3）FM Doppler模型FM Doppler流量测量一般采用线性调频方法，如图1-3所示。
　　线性调频的扫描振荡器产生频率从f1到f2的线性调频信号：
　　式中tm为扫频信号长度，扫频速率
　　设散射质点位于收发换能器的声束轴线上，与换能器的距离约为R.在开始发射t =0时刻，运动质点与换能器的距离为r，运动速度在超声波传播方向上的分量为u，则发射信号经散射质点反射回到接收换能器的时间为：
　　则接收到的信号可以表示为：
　　式中：B包含了反射系数及发射幅度等各种幅度因子，并假设换能器具有平坦的频响，传播媒质均匀且无传输损耗。送入乘法器的复参考信号为延迟了td=2R/c0的发射信号：
　　乘法器的输出经低通滤波后得到解调信号，该解调信号的相位有两部分，一部分是和f1，s0，u，R等系数有关的多普勒频率偏移量，另一部分是与u成正比的扫频分量，其扫频速度为：
　　Sd正比于散射体运动速度，因此对解调信号进行频域或时域分析，即可得到散射体速度的估计。
　　上述四种多普勒流量测量模型中，CW Doppler模型在传统工业管道超声多普勒流量计中得到了广泛应用，而后面三种模型方法相对CW Doppler模型而言较为复杂，主要应用于医学领域，目前已有人研究将这些方法应用到工业管道流场分布和流量的测量，但离产品化还有一定距离。
　　1.2.2多普勒信号解调方法
　　CW Doppler流量测量中换能器接收到的信号可认为是多个多普勒频移成份的叠加，表述为：
　　式中ai为频移分量幅值，&Oi为频移分量的频率，&i为频移分量的初始相位，s1（t）为经管壁、衬里等非运动介质耦合到接收探头的信号。
　　多普勒信号解调的目的在于提取频移信息，理想的解调应当取得正比于
　　的输出。目前常用的解调方法有振幅检波、鉴频、鉴相及乘法器检波等四种，但由于s（t）受多普勒频移成分的非线性调制，振幅检波、鉴相检波两种解调方式将产生失真，鉴频检波输出的电压幅值中将包含与频移&Oi成正比的量，也不可取。乘法器检波用参考信号cos&0t与接收信号s（t）相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，得到输出：
　　这种方法得到的输出没有引起失真，因此在传统的工业管道超声多普勒流量计中得到了广泛的使用。
　　1.2.3流速方向信息提取
　　现有工业管道超声多普勒流量计均不能判断流速的方向，在医学血流测量领域，流速方向信息的提取主要有时域法、频域法和相域法，分别介绍如下：
　　（1）时域法
　　基本原理是将接收到的超声多普勒信号s（t）同时送入两个乘法器，分别与有一定相位差&0的两个同频信号cos&ot和cos（&0t +&0）相乘，再低通滤波除去高频分量，于是得到第一路的输出为：
　　第二路的输出为：
　　若血流方向为正，则&Oi》0 ，第一路输出的相位超前第二路输出的相位；若血流方向为负，则&Oi《0，第二路输出的相位超前第一路输出的相位。因此比较两路输出在时间上的先后就可以检测出血流的方向信息。
　　（2）频域法
　　超声波经血流散射后，其频谱位于发射频率&0的两侧。血流方向为正时，回波信号频率高于&0，成为上边带；血流方向为负时，回波信号频率低于&0，成为下边带。频域法方向检测的关键是制作性能优良的高频上、下边带滤波器分离频谱的上下边带，使得正、反向血流信号分别在两个通道中输出
　　（3）相域法
　　假设超声多普勒回波信号表示为：
　　式中脚标p，n分别表示正向和反向血流。
　　相域法分离正、反向血流信号的框图如图1-4所示。
　　用两个同频正弦正交信号对输入信号进行解调，并低通滤波除去高频分量后得到：
　　经过两个全通移相网络，得到：
　　正向输出为：
　　反向输出：
　　这样就完成了正、反向血流信号的检测和分离。相域法需要保证两路通道中低通滤波器和移相网络增益的严格对称，实现起来比较复杂。
　　1.2.4频谱估计方法
　　传统超声多普勒信号的频率估计常采用零交叉计数法和快速傅立叶变换法（FFT）等经典谱估计算法，这些方法存在频率分辨率低，旁瓣泄漏严重等缺点。为克服这些问题，以参数模型为基础的现代谱估计方法得到了很大的发展，并在超声多普勒血流测量中得到很好的应用。参数模型法的思路是假定需分析的多普勒信号 x（n）（n= 1，2，。..，N ）是一个输入序列u（n）激励一个线性系统H（z）的输出，由已知的x（n）估计H（z）的参数，再由H（z）的参数来估计x（n）的功率谱。x（n）和 u（n）之间有如下的输入输出关系：
　　式中b0 =1，若b1，b2，。..， bq全为零，则为AR（Autoregressive）模型；若a1，a2，。..，ap 全为零，则为MA（Moving Average）模型；若a1，a2，。..，ap， b1，b2，。..，bq 不全为零，则ARMA（Autoregressive Moving Average）模型。当参数模型为AR模型时，H（z）和功率谱Px（ej&）分别表述如下
　　式中&2为u （n）的方差。AR模型的系数求解算法有自相关法、Burg算法和改进的协方差（MCOV）算法等。采用MCOV算法时，AR模型的参数可以通过求解改进的协方差方程组进行估计：
　　式中fs是采样率。采用这种方法时，计算复杂性会随着阶次p的增加而增大。确定阶次p的常用方法有最终预测误差准则和信息论准则等。血流分析中，根据多普勒信号的特点，一般取阶次p=4。
　　1.2.5数字信号处理技术
　　DSP器件采用并行的总线结构，运算速度快、集成度高，于20世纪80年代初出现，到20世纪90年代中后期开始高速发展，近年来在超声多普勒血流测量领域受到高度重视，被广泛用来分析多普勒信号的频谱。另外，在数字信号处理中也有人用FPGA（Field Programmable Gate Array）来实现一些比较固定的算法，如FFT、FIR（Finite Impulse Response）滤波等。
　　采用高速DSP以及FPGA等器件的系统设计方法使得传统基于硬件的设计转移到基于软件设计，信号处理研究的重点在很大程度上可以放到软件算法上来，从而在抗干扰、提高检测精度、实现仪器的智能化等方面具有传统基于硬件设计方法所没有的若干优点。另外，由于器件的高速性，测量方法也由最初的非实时应用转向高速实时应用。
　　1.2.6多普勒谱峰搜索方法
　　CW Doppler流量测量的多普勒信号具有以下特点：
　　（1）由于换能器具有指向性，在流场中发射换能器和接收换能器的两个指向性波束重叠区域（取样域）
　　内粒子所反射的信号将以不同的幅度和相位在接收换能器上进行叠加，由于这些粒子的速度有差异，反射角度不同，产生的多普勒频移也不一样，叠加的结果使得多普勒信号频带加宽，形成以对应管道中心轴线上最大流速的多普勒频率为谱峰的左右两个边带；
　　（2）由于取样域的扩展以及声衰减的影响，导致频谱中低频成分的增加，使得频谱的实际峰值位置向低频方向偏移；
　　（3）工业管道流量测量中，管道一般较粗，换能器只能在流场中的局部区域取样，这样多普勒信号的频谱不能反映管道截面的完整状况。
　　传统超声多普勒流量测量技术在估计流体管道截面上的平均流速时采用零交叉计数法或计算全频域多普勒平均频率的方法，由多普勒信号的上述特点可知，这些方法将会产生很大误差。而用搜索管道中心轴线上最大流速对应的多普勒谱峰频率来代替传统的方法将可以有效减小这些误差，二次平均谱峰搜索方法因此得到发展并在一定程度上修正了多普勒谱峰的偏移 。该方法先求全频域的多普勒平均频率，然后在平均频率以上的高频有效区域再求一次平均频率，将得到的平均频率值作为近似的多普勒谱峰频率，可以修正多普勒低频偏移的影响，但是增大了运算量，实时性变差。
　　另外在医学血流检测中还有相位估计法和Teager估计法等 ，这些算法的一个共同特点是运算量均比较大、实时性差。因此无论是在工业管道流量测量还是在医学血流检测中，均缺少一种运算量小、实时性好的谱峰搜索方法。
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的位置，注意避免电磁场的影响，仪表电源应避免引起电压波动，使用环境温度亦应在说明书中的范围之内，除特殊密封仪表外，应安装在无腐蚀性的环境中。 （2）连线长度 仪表与换能器之间的连线应用屏蔽线，连线长度按说明书要求，一般不超过500m，但在发电厂，由于干扰较大，连线长度一般不超过100m。 3 实际案例与经验总结 为了找出影响超声波流量计精度的因素，在测量江苏东南钢铁厂排水系统管道流量的时候，进行了现场的试验。总结了一下几点经验。 （1）要有足够长的表前直管段长度（如表1所示）。 （2）管道几何尺寸精确，管内结垢不能太厚。由流量与管径的关系可知，管径每存在1%的误差，就会产生约3%的流量测量误差。因此，使用超声波流量计时，必须将壁厚
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