超聲波流量計的主程序研究與設(shè)計三

二 超聲波流量計的總體設(shè)計思想 

2.1超聲波換能器

2.1.1 原理     

超聲波流量計換能器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，可以將一種形式的能轉(zhuǎn)換成另一種形式的能。在聲學(xué)領(lǐng)域，換能器主要實現(xiàn)電聲轉(zhuǎn)換。超聲波換能器是以超聲波為檢測手段實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的器件。在發(fā)射超聲波時，超聲波換能器將電能轉(zhuǎn)換為聲能，在接收時，則將聲能轉(zhuǎn)換為電能。

目前常用的是壓電超聲波換能器，它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振動。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔埽�以便檢測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。      

 

2.1.2 選擇及安裝方式

超聲波流量計負(fù)責(zé)超聲波的發(fā)送和接收，因此其選擇與安裝方式直接影響測量的精度。

  超聲波換能器常見的有收發(fā)一體式和收發(fā)分體式兩種。其中收發(fā)一體式及發(fā)送器和接收器一體的換能器，即既可發(fā)送超聲波，又可接收超聲波；收發(fā)分體式是發(fā)送器發(fā)送超聲波，接收器用作接受超聲波。本設(shè)計中采用收發(fā)一體式，以方便順流和逆流的測量。

  對于超聲波流量計來說，換能器通常三種測量方法：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。本設(shè)計中采用了v型安裝方式，它可以消除管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制引起的誤差，并且可以擴(kuò)大聲程，提高準(zhǔn)確性。

超聲波流量計