超声波流量计多声道气体测量技术探讨 三十八

2.1.1 超声波管道流量传感器的基本结构

在管道的一侧或两侧嵌入安装两个既能发射也能接收超声脉冲的超声波换能器（简称为探头或换能器），两个换能器就构成一个声道，在发射和接收的两个超声波换能器间的超声波信号的实际路径称为声道。换能器与流体介质之间

用一个透声膜或一段声导管壁隔开[73]。单声道超声波流量计中两个超声波换能器之间的波导线与轴线相交。

管道直径为D ，管道两侧嵌入安装的A、B 两个换能器端面之间的直线长度为声道长度L （也称为声程L ），与直径D 之间的关系为L = D / sin φ （2.1）

φ 为声道的倾斜角，是声道与管道轴线间的夹角。声道的倾斜角，也就是超声波的入射角。

入射角φ 既受流体中的声速影响，也与声楔和管壁材料中的声速有关，然而一般固体材料的声速随温度变化比气体中声速随温度变化小，在温度变化不大时对测量精度的影响可以忽略不计，但在温度变化范围大的情况下，必须对声楔和管壁中声速的大幅度变化进行修正。入射角为30°的换能器。由于透射率较大，能量损失小，激励电压小，适用于不便使用交流电源的手持式超声波流量计。入射角为45°的换能器，其透射率较小，但可增大换能器晶片尺寸，提高激励电压，适用于固定式或可以使用交流电源的超声波流量计。

超声波流量计