超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 七十八

這樣在管道直徑較小時，回波信號較強，控制減小其增益，從而減小信號的噪聲。信號調理電路由高速電壓比較器來實現，其參考電壓同樣設計成可調，以適應不同的實際應用場合需要。當回波信號電壓高于參考電壓時比較器翻轉，得到一系列同頻率的方波信號，CPU 通過算法精確確定超聲波回波信號的翻轉時刻（如圖2-2），結合主計數器的值得到順流和逆流的超聲波歷經時間后，計算出時間差值，然后結合設定在EEPROM中的參數計算出瞬時流速和流量值。

⑴信號放大電路研究

對于超聲波氣體流量計而言，氣體中超聲波信號能量的衰減與超聲頻率呈正比，

為了在接收端保持一定的信噪比，當采用頻率f 0為200KHZ 時，按照奈奎斯特采樣定理，采樣頻率f s ≥ 2 f 0，工程中一般采用10 ~ 25f 0的采樣頻率，采樣頻率設置為5MHZ，每0.2μs 對超聲波信號采樣一個數據。

設計的接收放大電路如圖4-10 所示，第一級由LF356 JFET 輸入寬帶運放組成

的跟隨器組成，它具有高輸入阻抗特性，可與超聲波換能器相匹配，進行電流放大；隨后使用AD847 高速運放再進行兩級電壓放大。

超聲波流量計