超聲波流量計芯片的原理探討  三

1 緒論

1．1 超聲波流量計的發展歷史

超聲流量測量技術的基本原理是利用超聲波在流體中傳播時所載流體的流速信息來測量流體流量的。1928年，德國人呂特根(RUTrGEN)就在一篇獲得專利的文章中提出了用兩個聲信號的時差法測量流速的可能性。但為了使超聲波流量計有一定的精度，時差法超聲波流量計要求對時間的測量精度至少有101s，這在當時是很難做到的。50年代初，美國科技工作者首先提出“鳴環"測量法，所謂“鳴環"測量法就是通過多次循環將時差擴大后再進行測量。這種測量方法使時間測量精度大大提高，彌補了電子技術的不足，為超聲波流量計進入實用走出了關鍵一步。1955年，世界上第一臺超聲波流量計在美國誕生，它使用的技術就是“鳴環"時差法，用于航空燃料油流量的測量。但由于“鳴環"法是多次循環測量，測量周期長，系統的反應時間慢，而且在循環中任何一個干擾信號或信號中斷都有可能使循環中斷，造成此次測量無效，因此系統的穩定可靠性差，再加上此法沒有消除聲速對測量精度的影響，測量精度得不到保證，因而“鳴環"時差法超聲波流量計并沒有進入實用測量領域。