超聲波流量計的主程序研究與設計 二

1.2超聲波流量計的測量原理

一般來講，超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。其測量過程大致為：超聲波流量計中的超聲波發射電路將電信號轉換成超聲波信號發射到待測流體中，隨后超聲波接收電路接受超聲波經放大后轉換成電信號，此時的電信號載有待測液體流速的信息，將其送到顯示和累積系統進行顯示 累積和計算，即可檢測到液體流速，從而得到流量，檢測過程完成。

根據檢測原理的不同，超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等類型。其中以時差法和多普勒效應法使用最為廣泛，測量精確度也相對較高。

下面簡單介紹一下這兩種方法：

時差法是利用超聲波在流體中的傳播速度隨流體的速度變化而變化的原理來測量的。通過測量超聲波順流和逆流傳播的時間差△t來計算流速v，而后根據Q=s*v可計算出流量。時差法流量計主要應用于單相液體，適合于工業上潔凈用水測量。

多普勒效應法是利用超聲波在傳播過程中由于流體中存在的懸浮顆粒或氣泡的反射使其發生頻移的多普勒效應來測量的。主要用于一些雜志顆粒較大的多相流體，適用于雜質較多且分布均勻的流體測量。

本設計中采用時差法測量。

超聲波流量計