超聲波流量計(jì)主機(jī)與探頭原理探討  五十二

⑴  體的流速及純凈度

超聲波流量計(jì)在流體流速增大時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)原理，管壁對(duì)流體的阻力加大，因此靠近管壁的流體的流速和管道中間的流體的流速的差變得更大，管道中流速的分布也就越復(fù)雜，所以由流體動(dòng)力學(xué)修正得到的流速與實(shí)際流速的偏差也許會(huì)更大。

同時(shí)，流體的純凈度也會(huì)對(duì)超聲波的傳播帶來影響，因?yàn)楸粶y(cè)流體一般不可能是絕對(duì)純凈的，其中都會(huì)含有一些固體顆粒和氣泡等雜質(zhì)，超聲波信號(hào)在傳播過程中就不可避免的要受到這些雜質(zhì)和管道邊界反射的影響，產(chǎn)生多途效應(yīng)，使信號(hào)發(fā)生畸變。對(duì)信號(hào)檢測(cè)電路來說，很難保證檢測(cè)到的畸變信號(hào)的第一個(gè)負(fù)跳邊就是發(fā)射信號(hào)的第一個(gè)負(fù)脈沖，如果信號(hào)檢測(cè)出現(xiàn)差錯(cuò)將直接影響超聲波傳播時(shí)間的確定，同時(shí)也會(huì)使測(cè)得的流速存在誤差。為保證信號(hào)檢測(cè)電路正確地檢測(cè)到信號(hào)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中加入了信號(hào)有效性檢驗(yàn)電路，最大可能的減小由于信號(hào)畸變引起的系統(tǒng)誤差。

⑷傳播延時(shí)

超聲波信號(hào)的順、逆流傳播時(shí)間的測(cè)量是影響流體流速的一個(gè)很重要的因素。然而，在傳播時(shí)間的測(cè)量過程中，由于存在電路延時(shí)、換能器電聲轉(zhuǎn)換延時(shí)以及超聲波在聲楔、管壁中傳播的延時(shí)等傳播延時(shí)，雖然可以通過理論分析和實(shí)際測(cè)試進(jìn)行確定，但還是會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

⑸系統(tǒng)硬件的性能

在硬件中，作為傳播時(shí)間計(jì)數(shù)器時(shí)基的晶振總會(huì)產(chǎn)生一定的頻率抖動(dòng)和漂移，而且計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)一般也會(huì)存在±1 個(gè)計(jì)數(shù)周期誤差，所以可以選擇具有較高頻率穩(wěn)定度和精度的晶振來減小該部分產(chǎn)生的誤差。

超聲波流量計(jì)