超声波流量计的主程序研究与设计三

二 超声波流量计的总体设计思想 

2.1超声波换能器

2.1.1 原理     

超声波流量计换能器是一种能量转换装置，可以将一种形式的能转换成另一种形式的能。在声学领域，换能器主要实现电声转换。超声波换能器是以超声波为检测手段实现能量转换的器件。在发射超声波时，超声波换能器将电能转换为声能，在接收时，则将声能转换为电能。

目前常用的是压电超声波换能器，它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振动。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。      

 

2.1.2 选择及安装方式

超声波流量计负责超声波的发送和接收，因此其选择与安装方式直接影响测量的精度。

  超声波换能器常见的有收发一体式和收发分体式两种。其中收发一体式及发送器和接收器一体的换能器，即既可发送超声波，又可接收超声波；收发分体式是发送器发送超声波，接收器用作接受超声波。本设计中采用收发一体式，以方便顺流和逆流的测量。

  对于超声波流量计来说，换能器通常三种测量方法：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。本设计中采用了v型安装方式，它可以消除管路安装地点使换能器安装间隔受到限制引起的误差，并且可以扩大声程，提高准确性。

超声波流量计