超声波流量计主机与探头原理探讨  五十八

7.3 利用声速随温度的变化来测流量[38]

超声波流量计一般适用于测量大管径大流量。而1994 年在韩国举行的第六届国际流量测量学术会议上介绍的由英国Guibert 等人开发出的新型超声波流量计，可以用来测量小管径内的小流量。它是根据声速随温度变化的原理来测液体流量的。测量时在被测管道外夹装一个加热器，并在该加热器的上下游管壁上各安装一对超声波发收探头。因管段内的温度分布随液体流动而改变，又引起液体内声速发生变化，由超声波探头测出声速的变化，可以求得流速和流量。这种流量计可在管径为15mm 的管道中测量从0～0.4m/s 的液体流速，精度可达±2％，还可以测反向流量。

结论

超声波流量计以其独特的优点在工业界获得了广泛应用，但由于超声波流量计本身的特点，它在某些方面还存在很多不足，主要是测量的精度不高，易受测量环境的影响，稳定性和可靠性较差；价格较为昂贵。

本人在深入研究传统超声波流量计工作原理的基础上，吸收和利用了当代超声波测量领域和电子行业的一些新思想、新技术，根据超声波的传播特性及工作环境的抗干扰要求，设计了一种基于多脉冲的时差法超声波流量计，对其硬件电路进行了详细的分析，设计出了匹配性能良好的发射、接收电路及能提高信号可靠性的信号调理电路，如滤波、自动增益等电路，使得信号的准确性得到了保障；同时给出了具体的电路原理图。此外，在设计中，我们通过改进算法，在很大程度上避免了温度变化对测量精度的影响。

目前我已完成了时差法超声波流量计的部分电路制作，经过该部分的试验性验证，证明了本课题采用的方法是可行的，而且有一定的优势，设计基本达到要求。

超声波流量计