超聲波流量計主機與探頭原理探討  二十四

所謂多脈沖測量方法就是利用超聲波的多次發射和接收過程，對某一物理量進行測量的方法。其工作示意圖見圖3-3。首先使一個超聲波換能器T1作為發射探頭，另一個換能器作接收探頭，如圖3-3(a）所示。然后將觸發信號施加在發射探頭T1上使其發射超聲波。超聲波順流傳播被接收探頭T 2 接收并轉換為電信號，接收的電信號經放大、整形處理后又代替觸發信號去觸發換能器T1第二次發射超聲波，如此重復上述的超聲波發射、接收過程，就形成了自激的順流超聲波聲循環。在完成N 次聲循環后循環停止，假設這N 次順流聲循環所需的時間為t s ，它包含N 次固有延遲時間 (i)，（i＝1，2，3…N）之和以及N 個超聲波在水中單次順流傳播時間1 t 之和，接著使超聲波換能器T 2 作發射探頭，T1作接收探頭，如圖3-3(b)所示，將觸發信號施加在發射探頭T 2 上使之開始發射超聲波，接收探頭T1接收到超聲波后，經放大、整形處理，觸發T 2 第二次發射超聲波，這樣就形成了逆流超聲波聲循環，同樣可知超聲波完成N 次逆流聲循環后所需的時間n t 包含N 次固有延遲  (i)之和以及N 個超聲波在水中單次逆流傳播時間2 t 之和， 當圖(a)和圖(b)中的發射電路、放大電路等采用完全相同的電路而且超聲波流量計換能器的發射接收性能穩定一致時，只要N 足夠大，由于統計效應的出現，上述兩次聲循環的延時總和是相等的。

由式（3-13）可看出時間差t不用再去測量難以準確計量的微小時間1 t 、2 t ，而是改測相對足夠大的時間s t 、n t 。應用這種多脈沖聲循環法對微小時間進行累積后，現有的電子線路可以非常容易的對s t 、n t 進行測量，時間差t的準確測量就變得容易。

超聲波流量計