超声波流量计多声道气体测量技术探讨 七十六

(a)脉冲信号(b)幅频特性

从脉冲信号的幅频特性来看，假设其脉冲宽度为2a，这时其直流成分幅度最大，

然后其幅值慢慢减小至零。

且随着n 的增大，其峰值逐渐减小至零。为了使超声波换能器的输出特性最佳，所发送的脉冲信号在换能器的中心频率处产生超声波信号最强；但另一方面激励脉冲信号的脉冲宽度又不能太大，否则会给接收换能器带来很大的干扰，使接收电路无法识别出接收信号，甚至识别到的不完全是超声波回波的真实信号。因此考虑其中心频率对应的角频率取值在偏离直流信号一定角频率的第一个峰值3π /(2a)处。

其中0 f 为超声波换能器的中心频率；2a 为激励脉冲信号的脉冲宽度。当超声波换能器频率为200KHz 时，那么根据上式计算出的触发脉冲宽度应该为7.5μs ，该脉冲可以由CPLD 控制高精度产生。在实验室我们首先选择了超声波换

能器频率为40KHz，那么根据上式计算出所需要的激励脉冲信号宽度为36.5μs。为了配合超声波回波信号识别技术的研究，我们选择了由单片机控制产生该激励脉冲信号，其输出信号精度取决于单片机的时钟信号频率的稳定性。在从事多声道超声波气体流量计研制中，必须选择由CPLD 或高精度脉冲产生电路。超声波激励脉冲信号的驱动电路。

超声波流量计