超聲波水表是機電一體化智能水表的典型代表之一,由于其高可靠性及智能化的特點,在水表應用領域占據(jù)越來越高的市場份額。但超聲波水表由于其特殊的測量方式和結構,使其對流道的設計有較高要求。為此,將維托辛斯基收斂曲線應用于實際工程中,研究和驗證該曲線在超聲波水表管段的可操作性,為超聲波水表的設計提供相關工程設計經(jīng)驗。

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【部分圖文】：

圖1測量示意圖

超聲波水表是利用聲波在流道水流體中傳播的速度差來測量流道水流體的速度,通過水流體的速度變化量來計量流道內(nèi)流經(jīng)的水流量以得到流道內(nèi)水體積,其工作原理如圖1所示。超聲波換能器和專用計時芯片通過發(fā)射一定量的能量波將供水流道中水流速值轉換成時間差,如式(1)所示,然后經(jīng)過函數(shù)計算獲得流道....

圖2縮徑流道流線示意圖

如圖2所示,流體從大直徑的流道流往小直徑的流道時,會引起流線彎曲及流速收縮。當流體進入縮徑流道后,由于流體慣性,流束將繼續(xù)收縮直至最小截面Ac(稱為縮頸),而后又逐漸擴大,直至充滿整個縮頸截面A2。在縮頸Ac附近的流束與管壁之間有一充滿小漩渦的低壓區(qū)。而此低壓漩渦區(qū)出現(xiàn)的區(qū)域接近....

圖3換能器布局示意圖

圖2縮徑流道流線示意圖3維托辛斯基收斂曲線的應用

圖4過度縮小X1距離示意圖

但過度地縮小距離X1將無法使得縮徑處呈現(xiàn)圓弧過渡,出現(xiàn)非圓弧過渡點,如圖4,而非圓弧過渡點的出現(xiàn)將擴大小漩渦低壓區(qū)的范圍,造成適得其反的測量效果。因此,介于此空間瓶頸的存在,引入維托辛斯基收斂曲線來彌補因X1過短而造成的非圓弧過渡點缺陷。

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