互相关超声波流量测量技术(Cross-CorrelationMethod)是NIVUS的核心专利技术,其原理为:
(1)超声波脉冲发射与初次扫描:安装在管壁的传感器向流动的污水中发射一束宽带的超声波脉冲。该脉冲穿透流体,遇到水中的天然示踪物(如悬浮颗粒、微小气泡、密度不均团块等)即产生反射。
(2)回波信号记录:传感器的高灵敏度接收器精确记录下这些反射回波的强度与时间序列,形成一幅独特的“声学图像”或“回波模式”。该模式如同水流在瞬间的“指纹”。
(3)毫秒级二次扫描与位移探测:在极短的时间间隔(毫秒级)后,传感器立即进行第二次完全相同的超声波扫描,并记录新的回波模式。由于流体在持续流动,水中的示踪物在两次扫描之间发生了微小的位移。
(4)数字信号互相关分析:内置的高速数字信号处理器(DSP)对前后两次扫描获得的回波模式进行高精度的互相关运算。通过寻找最大相关性位置,可以极其精确地计算出该测量层上示踪物的平均位移距离。已知时间间隔,即可求得该层的线平均流速。
(5)流速剖面重建与流量积分:通过调整传感器声束的发射角度或采用多声道配置,系统可沿管道垂直方向获取不同深度处的多层流速数据,从而重建出整个过流断面的二维流速分布剖面。结合同步测量的水位数据和预先输入的管道精确几何尺寸,系统软件自动计算过流面积,并对整个断面进行流速积分,最终输出瞬时体积流量。