多普勒超声波流量计的探讨  九十二

超声波流量计是流量测量最有发展前途的三种途径之一，但当前国内外的研究主要集中于时差法，工业管道用超声多普勒流量计的性能普遍不高，无

、论是理论方法还是技术实现手段均停留在20世纪90年代初期的水平，存在不能判断流速方向、低流速测量困难、动态响应速度慢、实时性差等缺点。以超声多普勒管道流量测量的方法、系统实现和产品化为研究对象，首先分析归纳了管道流体的速度分布规律、厚度伸缩振动模式压电换能器的等效电路以及超声波在管道和流体中的传播规律，为超声多普勒探头的设计、管道截面平均流速的估计等提供了理论依据。在理论方面，研究将超声多普勒信号解调到一个中频基准，建立了一种新的超声多普勒管道流量测量方法，该方法主要有三个方面的优点：(1)能判断流速的方向；(2)解决了低流速测量难题；(3)提高了流速测量尤其是低流速测量的动态响应速度、实时性以及稳定性。在此基础上，对选定窄带内的多普勒信号进行高精度频谱估计，并提出一种阈值抽取谱峰搜索方法估计管道中心线上的最大流速，该方法运算量小、稳定性好，并能修正多普勒谱峰低频偏移的影响。

超声波流量计