超聲波液位計及流量計在測量中時差法的探討一

摘要

在現存的各種液位、流量儀表中，利用超聲技術研制的儀表因具有非接觸測量的優點在測量儀表中占有非常重要的地位，得到了越來越廣泛的應用。對于各種超聲測量儀表來說，其測量精度的高低主要由超聲波傳播時間的測量精度決定，所以研究可提高測時精度的方法有重要意義。

本文分析了以脈沖法為主的傳統超聲測時方法存在的缺陷。針對流量測量提出了一種高精度測時方法：頻差一相差一時差法。給出了該方法的測時原理。對其進行了誤差分析，設計了基于QuartusII平臺的相位檢測方案以及整個系統的實現方案；針對液位測量，根據超聲波與雷達波的相似性，提出將線性調頻技術應用于超聲波液位測量中。利用MATLAB V具對該方法進行了分析驗證，設計了實現方案并對其進行了精度分析。

對兩種測試方法的研究表明：頻差-相差．時差測時方法適合于流量測量，測時精度主要由測相精度和所發射信號的頻率穩定度決定，在一定條件下可達納秒級；線性調頻測時方法的測時精度主要由發射信號的時間帶寬積決定，適合于液位測量。

電磁流量計