超声波流量计低功耗高精度设计的探讨 九

2．2时差法超声波流量计测量原理

2．2．1时差法原理分析

如果以频率厂来表征声波，并以人的可感觉频率为分界线，则可以把声波划分为次声波(f<20Hz)，可闻声波(20Hz<f<20kHz)及超声波(f＞20kHz)。在超声波检测中，最常使用的频率范围是0．5—10MHz。

超声波流量计按其测量原理其常用的测量方法有：传播速度差法、多普勒法、波束偏移法，噪声法、旋涡法、相关法、流速一液面法。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法，其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量。时差法测量是在被测流体内由超声波发射器和接收器分时的在顺流方向和逆流方向发射超声波脉冲.

当超声波在静止流体中传播速度可认为是常数时，流体流速就与时间差△f成正比，测量△f即可得到流速，进而求得流量。

2．2．2速度分布产生的影响

传播速度差法从原理上看是测量超声波传播途径上的平均流速，其测量所得到的值也只应是线平均值。这一线平均值是否能正确反映流通截面上的流速，对于测量的准确性是有影响的。确切地说，测量用的超声波能遍历整个流通截面的面平均值才能真正反映出流量，而线平均与面平均(亦称截面平均流速)的差异，正是取决于流速的分布情况。

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