時差法超聲波流量計的原理和設計

上式可簡化為：

也就是流體的流速為：

由此可見，流體的流速與超聲波順流和逆流傳播的時間差成正比。

流量Q可以表示為：

3 時差法超聲波流量計的設計

圖2是我們設計的超聲波流量計的原理框圖。圖中主要有兩個超聲波發(fā)射單元、一個時間測量單元和一個控制器。他們共同來完成超聲波的發(fā)射、接受和時間差的測量等工作。其他的外圍單元主要是為了測量儀表的參數(shù)設定、測量數(shù)據(jù)的輸出、顯示和傳送等功能，可參考相關資料，這里不作介紹。

圖2 超聲波流量計的電原理框圖4 結(jié)語

時差法超聲波流量計的換能器安裝方式可以有多種。常見的有外加式和管段式，也有介入式，比如家用煤氣表一般可采用介入式。無論何種安裝方式其原理大同小異。比如介入式就是取上面公式中的θ=0。

超聲波波用于流體的測量還有其他幾種基于不同原理的測量方法：多卜勒頻移法、相位差法和相關法等等，各有優(yōu)缺點，可根據(jù)不同的使用條件和計量精度等因素加以選取。

隨著電子技術的迅速發(fā)展、超聲波技術的普及以及產(chǎn)品成本的降低和可靠性的提高，我們相信，超聲波流量儀表將成為流體計量中最為普遍采用的手段。(end)