1.一种基于Lamb波的非接触式流体流量测量系统,其特征在于:包括换能器Ⅰ、换能器Ⅱ和处理器,所述换能器Ⅰ和换能器Ⅱ分别设置于被测管道外部的异侧且换能器Ⅰ和换能器Ⅱ的工作表面与被测管道不接触;
将所述换能器Ⅰ作为超声波发射端,换能器Ⅱ作为接收端,获取Lamb波信号,再将换能器Ⅱ作为发射端,换能器Ⅰ作为接收端,重新获取Lamb波信号,处理器根据两次获取的Lamb波信号获取管道内流体流量的流速;
通过所述换能器Ⅰ发出超声波,通过管壁激励出第一个Lamb波,第一个Lamb波的泄露能量穿过管道中的流体,进入到另一管壁中,激励出第二个Lamb波,换能器Ⅱ接收第二个Lamb波信号,再将所述换能器Ⅱ作为发射端,换能器Ⅰ作为接收端,使超声波在管道中反向传播,重新上述过程并重新获取Lamb波信号,根据两次获取的Lamb波信号获取管道内流体流量的平均流速;
所述管道内流体流量的平均流速通过如下公式获取:
其中,Va是流体的平均速度,c是超声波在流体中的传播速度,β是泄漏Lamb波在流体中的传播方向角,Cg是Lamb波在管壁中的群速度,Δt是逆流、顺流条件下的时间差,D0管道直径;
换能器Ⅰ和换能器Ⅱ分别与管壁的指向角为10度到60度;
还包括放大器Ⅰ和放大器Ⅱ,所述放大器Ⅰ和换能器Ⅰ连接,所述放大器Ⅱ和换能器Ⅱ连接,用于对接收的Lamb波信号进行放大处理。
2.一种基于Lamb波的非接触式流体流量测量方法,其特征在于:包括在被测管道外部分别设置换能器Ⅰ和换能器Ⅱ,所述换能器Ⅰ和换能器Ⅱ分别设置在被测管道的异侧且工作表面与被测管道不接触,将所述换能器Ⅰ作为超声波发射端,换能器Ⅱ作为接收端,获取Lamb波信号,再将换能器Ⅱ作为发射端,换能器Ⅰ作为接收端,重新获取Lamb波信号,处理器根据两次获取的Lamb波信号获取管道内流体流量的流速;
通过所述换能器Ⅰ发出超声波,通过管壁激励出第一个Lamb波,第一个Lamb波的泄露能量穿过管道中的流体,进入到另一管壁中,激励出第二个Lamb波,换能器Ⅱ接收第二个Lamb波信号,再将所述换能器Ⅱ作为发射端,换能器Ⅰ作为接收端,使超声波在管道中反向传播,重新上述过程并重新获取Lamb波信号,根据两次获取的Lamb波信号获取管道内流体流量的平均流速;
所述管道内流体流量的平均流速通过如下公式获取:
其中,Va是流体的平均速度,c是超声波在流体中的传播速度,β是泄漏Lamb波在流体中的传播方向角,Cg是Lamb波在管壁中的群速度,Δt是逆流、顺流条件下的时间差,D0管道直径;
换能器Ⅰ和换能器Ⅱ分别与管壁的指向角为10度到60度;
还包括设置放大器Ⅰ和放大器Ⅱ,所述放大器Ⅰ和换能器Ⅰ连接,所述放大器Ⅱ和换能器Ⅱ连接,用于对接收的Lamb波信号进行放大处理。