超聲波流量計主機與探頭原理探討  五十六

6.2.3 結果分析

從實驗的結果來看s t 與n t 不是完全相等，差值在0～2μs 之間，這是因為噪聲的存在，包括電路的延遲、以及系統硬件性能等造成的。在測量中，最大的相對誤差e 為0.2％，遠小于6.1.3 節誤差分配中我們給該部分分配的誤差1％，為保障最終的流量計誤差達到設計要求提供了可能性。所以，實驗結果表明本設計在超聲波傳播時間的測量精度上已經達到了我們的設計要求。

7 新技術展望

7.1 多通道測量

多通道超聲波流量計（也叫多聲道）測量是近年來流量測量的一個研究熱點，許多流量計都在原有技術的基礎上向多通道測量改進，采用多通道測量有以下兩個原因：延長聲程和確定截面流速分布。

7.1.1 以確定截面流速分布為目的多通道測量

如前所述，流體的流態可以分為層流和紊流兩種，而單聲道測量求出的是聲路上的平均線速度，為了求出流量，僅知道這個平均線速度是不夠的，必須知道流速在橫截面上的分布曲線，為此可以在管壁上安裝多對換能器，每對換能器聲束所在平面與管道軸線相互平行，且每對換能器的測量原理和前面所述的單通道基本相同，利用每個聲道測得的數據近似求出橫截面上的流速分布曲線，進而求出平均面速度和流量。

7.1.2 延長聲程和確定流速分布結合的多通道測量

圖7-2 是一個2 聲道測量的例子，其聲道從管道截面和側面上看如圖7-3 所

示。

圖7-2 中的4 個超聲波探頭都安裝在過軸線的同一個平面上，管道同側的2個探頭一個方向向上一個向下，每一路超聲波都是經過管壁的兩次反射回到同側的探頭，這樣不僅可以延長聲程，而且可以得到兩個聲道測量的平均值，使測量更準確。為了更精確地確定流速分布，還可以采用4 聲道、5 聲道等。

超聲波流量計