超聲波流量計低功耗高精度設計的探討 九

2．2時差法超聲波流量計測量原理

2．2．1時差法原理分析

如果以頻率廠來表征聲波，并以人的可感覺頻率為分界線，則可以把聲波劃分為次聲波(f<20Hz)，可聞聲波(20Hz<f<20kHz)及超聲波(f＞20kHz)。在超聲波檢測中，最常使用的頻率范圍是0．5—10MHz。

超聲波流量計按其測量原理其常用的測量方法有：傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法，噪聲法、旋渦法、相關法、流速一液面法。傳播速度差法又包括直接時差法、相差法和頻差法，其基本原理都是測量超聲波脈沖順水流和逆水流時速度之差來反映流體的流速，從而測出流量。時差法測量是在被測流體內由超聲波發射器和接收器分時的在順流方向和逆流方向發射超聲波脈沖.

當超聲波在靜止流體中傳播速度可認為是常數時，流體流速就與時間差△f成正比，測量△f即可得到流速，進而求得流量。

2．2．2速度分布產生的影響

傳播速度差法從原理上看是測量超聲波傳播途徑上的平均流速，其測量所得到的值也只應是線平均值。這一線平均值是否能正確反映流通截面上的流速，對于測量的準確性是有影響的。確切地說，測量用的超聲波能遍歷整個流通截面的面平均值才能真正反映出流量，而線平均與面平均(亦稱截面平均流速)的差異，正是取決于流速的分布情況。

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