超聲波流量計多聲道氣體測量技術(shù)探討 七十一

4.1 超聲波信號的產(chǎn)生與接收電路研究

超聲波的產(chǎn)生是基于各種超聲換能器將機械能、電磁能、光能等其他形式的能量轉(zhuǎn)換為超聲振動能力并向各種介質(zhì)發(fā)射；超聲波的接收是超聲換能器將超聲場的各種聲信號轉(zhuǎn)換為便于處理的電信號或光信號。

超聲波換能器是在超聲頻率范圍內(nèi)將交變的電信號轉(zhuǎn)換成聲信號或者將外界聲

場中的聲信號轉(zhuǎn)換成電信號的能量轉(zhuǎn)換器件。它是超聲波流量計中至關(guān)重要的一個部件，常用的是壓電換能器，它的工作特性參數(shù)主要為工作頻率f 0，空氣介質(zhì)中常選用40KHz 超聲換能器，氣體流體流速和流量的測量常選用200 ~ 250KHZ 的超聲換能器。為提高計時精度，應(yīng)選擇高頻率探頭，但頻率太高將增加電路設(shè)計的困難。

同時還要考慮到頻率越高，超聲信號在氣體中的衰減越大，因此超聲波的頻率還需考慮管徑的大小，管徑較大選擇低頻探頭，反之選擇高頻探頭，其頻率范圍一般為25KHz～250KHz。本系統(tǒng)綜合考慮了以上因素，選擇的超聲波信號頻率為40KHz。

超聲波流量計