巧用运动的分解 速解竞赛压轴题

题目（2010年第27届全国中学生物理竞赛预赛第18题）超声波流量计是利用液体流速对超声波传播速度的影响来测量液体流速，再通过流速来确定流量的仪器．一种超声波流量计的原理示意如图1所示．     

第27届全国中学生物理竞赛预赛第18题的几种解法

第18题是最后一题，分值为20分，题目是： 超声波流量计是利用液体流速对超声波传播速度的影响来测量液体流速，再通过流速来确定流量的仪器．一种超声波流量计的原理示意如图1所示．在充满流动液体（管道横截面上各点流速相同）管道两侧外表面上P1和P2处（与管道轴线在同一平面内），     

顺流及逆流流体温度沿程变化规律的理论研究

运用传热学基本原理进行理论分析,得出了顺流及逆流的单相流流动以及含有相变过程的两相流流动温度沿程变化规律;归纳了冷热流体沿程温度变化曲线斜率的特点,证明逆流流动温度沿程变化曲线的凸凹形状取决于比热容和流量乘积的相对大小.     

超声波流量计在液体测量中的应用

由于超声波流量计在管道中测流时，不破坏流场，没有压力损失，不影响正常工作，测流费用少。适用于大小管径等特点，适用于管道输送和城市供水等流量计量．本介绍了时差式超声波流量计的工作原理及其在液体测量中的优点，并分析了它在计量中产生误差的原因．     

智能差压流量计的研究与制作

差压流量计因结构简单,操作方便得到广泛应用。本文从流量的特点入手,结合节流装置的工作特点,研究的差压流量计能实时当前流体的质量流量和流体的密度,该流量计能广泛应用于不同流体的质量流量测量,而且安装和设置方便,不同的流体只有通过按键输入流量系数和流体膨胀的校正系数,按照步骤安装好后就能实时显示待测流体的流量。     

对竞赛中涉及的时差式超声波流速计原理的讨论

第27届全国中学生物理竞赛预赛第18题所描述的超声波测量方法用到的就是时差式超声波流速计,其原题为:超声波流量计是利用液体流速对超声波传播速度的影响来测量液体流速,再通过流速来确定流量的仪器.一种超声波流量计的原理示意如图1所示.在充满流动液体(管道横截面上各点流速相同)管道两侧外表面上P1和P2处(与管道轴线在同一平面内),各置一超声波脉冲发射器T1、T2和接收器R1、R2.位于P1处的超声波脉冲发射器T1向被测液体发射超声脉冲,当位于P2处的接收器R2接收到超声脉冲时,发射器T2立即向被测液体发射超声脉冲.如果知道了超声脉冲从P1传播到P2所经历的时间t1和超声脉冲从P2传播到P1所经历的时间t2,又知道了P1、P2两点的距离l以及l沿管道轴线的投影b,管道中液体的流速u便可求得.试求u.     

双超声波干涉偏移法测量流体流速

介绍了一种基于两个波源的双超声波干涉偏移法测量流体流速。推导了利用介质流动造成的偏移效应来测量流体速度的近似公式,利用超声波信号干涉的方程揭示出了流体的流速与超声波信号干涉强度之间的关系,并结合计算机模拟和分析了这种关系,获得了曲线的线性近似的适用范围,利用CASSY Lab系统平台对气体流速进行了测量和验证,分析了实验误差。实验证明利用双超声波干涉偏移法测量流体流速的结果与现有的风速仪测量的值基本吻合,平均相对误差为5.5%。     

用实验来验证伯努利原理

流动的液体或空气称为流体,流体流动时会产生压强差,流速越大,压强差越大,这是流体力学中的伯努利原理．伯努利原理是流体力学中最基本的规律,可以用它来解释很多现象,比如火车站或地铁站划黄线的道理、飞机飞上天的原理等等．我们同样也可以用实验来验证伯努利原理．     

不同电极数目下电磁流量计权重函数的仿真

给出了不同电极数目下电磁流量计权重函数的仿真结果.权函数表示流动横截面上特定空间位置上的流体速度对流量计输出信号的相对作用.权函数的求解对根据电磁流量计测量的电位差来推断速度分布是很重要的.通过对比不同数目电极下权重函数的分布,可以得出,电极数目越多,对流型的敏感度越小,从而可以实现对非轴对称流流量准确的测量.     

“流量守恒法”解决高中物理流体问题

以高中流体问题为研究对象,指出流体流经截面的质量随时间增大而增大,导致学生在研究对象的选取上存在困难;针对这一问题提出用“流量守恒法”来解决流体问题的方法,特别是解决变流速流体问题,可以达到事半功倍的效果。     

一种新型光纤流量计的设计

介绍一种基于光点位移法的新型光纤流量计的基本原理,给出其结构、电路、程序的具体设计方案。本设计较之目前流行的光调制型光纤流量计,具有电路系统简单,不易受流体扰动影响等优点。     

三级计量网络中超声波流量计的应用

文章结合发电厂的自身特色,就超声波流量计在三级计量网络中替代传统流量计量仪表在适应领域、准确性、时效性、性价比和安装工况等方面进行比较,突出体现了超声波流量计的优越性.     

由一道测流量题引发的思考

本文根据大学物理中的文特利流量计的装置,讨论了管道竖直情况下流量和流速问题,扩展了文特利流量计的应用范围。     

从2001年理科综合试卷第24题谈起

1　测试统计2 0 0 1年普通高校招生理科综合试卷第 2 4题 :电磁流量计广泛应用于测量可导电流体 (如污水 )在管中的流量 (在单位时间内通过管内横截面的流体的体积 ) .图 1为了简化 ,假设流量计是如图1所示的横截面为长方形的一段管道 ,其中空部分的长、宽、高分别为图中的ａ、ｂ、ｃ,流量计的两端与输送流体的管道相连接 (图中虚线 ) .图 1中流量计的上下两面是金属材料 ,前后两面是绝缘材料 ,现于流量计所在处加磁感应强度为Ｂ的匀强磁场 ,磁场方向垂直于前后两面 ,当导电流体稳定地流经流量计时 ,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接…     

例谈流量概念的应用

在单位时间内通过河道 (或管道 )横截面的流体的体积 (或质量 )称为流量 .显然 ,流量的计算式为Q=Vt=Slt=Sv,或 Q=mt=ρVt=ρSlt=ρSv.这里的流体为各处速度都具有确定不变的理想定常流体 ,Q表示流量 ,V表示体积 ,v表示流速 .在中学物理教材中 ,虽然没有直接出现流量概念 ,但在各类习题或各类考试中涉及流量的问题却屡见不鲜 ,因此有必要对相关问题进行深入细致地研究和分析 .笔者经过总结 ,归类如下 .一、直接引用流量概念及其公式解决相关问题例 1 ( 2 0 0 1年高考全国理科综合第 2 4题 )　电磁流量计广泛应用于测量可导电流体 (如图…     

一种在超声波流量测量中避免渡跃时间跳波的方法（英文）

目的:超声波渡跃时间(TOF)的准确检测是超声波流量测量中最重要的一步。测量环境(如流体介质、温度等因素)的变化,会导致超声波波形发生变化,进而引起TOF检测的跳波问题,带来流量测量误差。本文旨在提出一种TOF检测算法,避免跳波问题的出现。创新点:1.根据超声波信号的波形特征,提出了基于单一超声波信号的起振点判定方法,进而抑制跳波问题的发生;2.针对实际应用中常见的频变和采样率低的问题,提出了优化方法,使所提方法更具实用性。方法:1.依据超声波信号的周期性和幅值特征,提出单周期信号间相关系数和平均功率相结合的判定因子,据此对超声波信号进行判定并寻找起振点,再根据起振点来确定TOF,从而抑制跳波问题;2.应用基于过零点的信号分割方法和基于FFT的信号插值方法,解决信号频率变化和采样率低带来的实用性问题;3.根据超声波信号波形易受温度影响的特性,利用流量标定台设计并进行相应实验,使用自制的超声波流量传感器采集大量波形剧烈变化的信号用于计算TOF,并与传统方法进行对比,验证所提方法在抑制跳波问题方面的有效性;4.使用标定台在不同温度下对超声波流量计进行标定,使用不同的TOF确定方法,展示跳波问题对流量计精度的影响,并对此进行理论分析。结论:1.介质温度等因素会影响超声波信号的波形,进而引起TOF检测的跳波问题。2.超声波信号在周期性和单周期的平均功率上都与噪声信号有所差异;所提方法从这两方面出发,可准确找到信号起振点,进而抑制跳波问题。     

薪棒成型机过渡区螺杆结构参数优化设计

通过建立塑化流体的流量与成型机过渡区螺杆结构参数的数学模型,从理论上对影响塑化流体流量的过渡区螺杆结构参数进行深入研究,找出了塑化流体流量、逆流、螺杆参数间的关系,得出了过渡区螺杆结构的最佳参数;通过优化过渡区的螺杆参数,增加塑化流体的流量,使薪棒密度增大,达到提升机制木炭的性能和质量的目的.     

多普勒效应演示仪设计

根据多普勒效应基本原理,利用超声波作为信号源制作了多普勒效应演示仪.利用40 kHz超声波作为信号源,具有频率高、方向性好、发射功率高、不易受干扰等优点,能够在有限的教室空间里实现多普勒效应演示.理论证明,速度为340 m/s的超声波,当物体的运动速度在1～2 m/s变化时,差频的变化范围约为120 ～240 Hz,人耳就能很容易感受到多普勒效应.同时,该仪器还具有制作简单、易携带的优点,并自带测距、测速等附加功能.     

磁场作用下的磁性流体行波泵研究

磁场作用下的磁性流体行波泵研究是行波泵设计的基础。通过分析了行波磁场作用下的磁性流体的运动方程,从而进一步推导了行波磁场作用下的磁性流体的速度方程、旋转速度方程和单位时间内的流量方程,并通过实验进行了验证。研究表明：行波磁场作用下的磁性流体会产生流动现象;行波磁场作用下的磁性流体流量与磁极旋转的角度有直接关系,磁极旋转的角度越大,其流量也越多;行波磁场的强弱对磁性流体流量也会产生影响,磁场越强,其流量越大;行波磁场的频率只能影响磁性流体的流速,对流量不产生任何直接影响。     

浅谈煤矿在用主排水泵的检测方法改进和经济效益

本文介绍了煤矿在用主排水泵检测方法的改进,由采用超声波流量计法改进为微温差法检测排水泵的流量、管路效率、吨百米电耗等参数,使得检测数据更为准确可靠,以此作为节电措施的决策依据,获得良好的经济效益。