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氣體超聲衰減機理,解析降噪材料提升信噪比的必要性

來源:上海森逸智能儀器有限公司   2026年07月16日 14:24  


外夾式時差法超聲波流量計區(qū)分液體工況與氣體工況的核心難點,在于氣體介質對超聲波具備更強的吸收衰減效應。在上海森逸使用 FLEXIM G601/G608等系列外夾式氣體流量計現場應用中,大量案例證實,合理敷設管道降噪阻尼材料,能夠顯著改善信號接收質量,降低計量波動。

液體介質分子密度高,超聲波傳播損耗較低,換能器發(fā)射的聲波可以高效穿透介質完成順逆流時差采集。而氣體內部分子間距大,超聲波能量在氣體中傳播時持續(xù)被介質吸附、耗散,抵達接收傳感器的有效信號幅值本身較弱,系統信噪比天然偏低。在此工況下,任何額外干擾信號,都極易造成儀表誤識別波形零點、計算傳播時間出現偏差,直接帶來流量跳變、小流量失測等問題。

管道管壁產生的超聲導波是最主要的干擾源。部分超聲波不進入管內氣體,直接沿著金屬管壁縱向傳播,提前抵達接收換能器,形成前置雜波。這類干擾信號和有效測量聲波處于同一頻段,依靠儀表內部電路濾波很難剔除。降噪阻尼材料緊貼管道外壁安裝,依靠粘彈性阻尼結構,將管壁傳導的導波聲能轉化為熱能消耗,抑制雜波信號產生。

實際工程中,隨意選用通用隔音棉、第三方普通阻尼材料,容易出現聲阻抗不匹配問題,降噪效果大打折扣。原廠配套降噪材料經過聲學仿真標定,匹配對應型號換能器工作頻率,精準抑制管壁導波,同時不會過度衰減穿透管壁進入氣體的有效超聲波。

對于壓縮空氣、氮氣等潔凈氣體計量場景,加裝原廠降噪材料屬于低成本、免停機改造方案,能夠有效抬高信噪比,穩(wěn)定時差采集精度,保障長期連續(xù)測量可靠。

 


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