超聲波流量計低功耗高精度設計的探討 十一

2．3超聲波流量計其它測量方法

(1)相位差法

相位差法是利用時差法中的超聲波的相位差與時間差的關系，通過測量順、逆兩個方向接收波的相位差來實現的測量，這里，為超聲波的發射頻率。

(2)頻差法

頻差法是由順流發射的一組超聲波發生器和接收器Tl和R1，另一組逆流的T2和R2各自組成發射一接收的閉路循環系統，由此可通過測量一定時間內兩組閉路循環系統中的循環頻率之差來測得流速。

(3)多普勒法

多普勒超聲波流量計的測量原理是利用聲波的多普勒效應進行測量的，多普勒效應可表述為：當發射器和接收器之間有相對運動時，接收器的接收聲頻率與發射器的聲頻率之差與兩者之間的相對速度成正比。

當多普勒超聲波流量計的發射換能器以一定的角度向流體發射頻率為f1的連續超聲波時，流體中的懸浮顆粒體將聲波反射到接收換能器，因為懸浮顆粒的運動，所以反映的超聲波將產生多普勒頻移，設頻移后接收換能器收到的超聲波頻率為f2，超聲波在流體中速度為c，懸浮顆粒與流體速度相同，都為U.

(4)波束偏移法

超聲波束在流體的流動影響下，其波束的方向會發生偏移。在超聲波束與流動方向垂直時，這一偏移更是明顯，所以利用波束偏移法進行測量的超聲波流量計均在垂直流速方向上發射超聲波。超聲波束方向的偏移，是以接收換能器所接收的波束強度的差值變化來反映的。

當流體靜止時，接收器Rl和R2的信號強度相等，指示強度差為0時；當流體速度U時，超聲波束的方向為原發射方向與流動方向的合成，即聲速c與流速u兩矢量的合成方向，該方向與原發射方向有偏移角.

此時，Rl與R2的信號強度就有了差值，而且口值越大，這一差值也越大，因此，流速的大小最終通過R1與R2的接收信號的強度差值得到反映。

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