带压电换能器的超声波流量计

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超声波流量计通过以倾斜角度在流动上发送超声波信号来确定流过管的流体的速度。在没有流动情况下,对于在上游方向和下游方向发送的信号,发送器到接收器之间的传送时间相同;有流体流动时,下游方向的波比上游的波移动速度快,这可用于确定流动情况。在许多情况下,压电换能器用于发送和接收超声波。

本教学案例演示如何在简化的无流动情况下模拟带压电换能器的超声波流量计。采用有限元法 (FEM) 对压电换能器进行建模,采用间断伽辽金 (dG) 法对超声波传播进行建模。整个模型分为两个子模型,有限元法到间断伽辽金法的单向耦合用于模拟从发射器发送超声波,间断伽辽金法到有限元法的单向耦合用于模拟接收器。

案例中展示的此类问题通常可通过以下产品建模: