超声波流量计的主程序研究与设计 二

1.2超声波流量计的测量原理

一般来讲，超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。其测量过程大致为：超声波流量计中的超声波发射电路将电信号转换成超声波信号发射到待测流体中，随后超声波接收电路接受超声波经放大后转换成电信号，此时的电信号载有待测液体流速的信息，将其送到显示和累积系统进行显示 累积和计算，即可检测到液体流速，从而得到流量，检测过程完成。

根据检测原理的不同，超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以时差法和多普勒效应法使用最为广泛，测量精确度也相对较高。

下面简单介绍一下这两种方法：

时差法是利用超声波在流体中的传播速度随流体的速度变化而变化的原理来测量的。通过测量超声波顺流和逆流传播的时间差△t来计算流速v，而后根据Q=s*v可计算出流量。时差法流量计主要应用于单相液体，适合于工业上洁净用水测量。

多普勒效应法是利用超声波在传播过程中由于流体中存在的悬浮颗粒或气泡的反射使其发生频移的多普勒效应来测量的。主要用于一些杂志颗粒较大的多相流体，适用于杂质较多且分布均匀的流体测量。

本设计中采用时差法测量。

超声波流量计