超聲波流量計的主程序研究與設計三
二 超聲波流量計的總體設計思想
2.1超聲波換能器
2.1.1 原理
超聲波流量計換能器是一種能量轉換裝置,可以將一種形式的能轉換成另一種形式的能。在聲學領域,換能器主要實現電聲轉換。超聲波換能器是以超聲波為檢測手段實現能量轉換的器件。在發射超聲波時,超聲波換能器將電能轉換為聲能,在接收時,則將聲能轉換為電能。
目前常用的是壓電超聲波換能器,它利用壓電材料的壓電效應,采用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上,使其產生超聲波振動。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然后由接收換能器接收,并經壓電元件變為電能,以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應,而接收換能器則是利用壓電效應。
2.1.2 選擇及安裝方式
超聲波流量計負責超聲波的發送和接收,因此其選擇與安裝方式直接影響測量的精度。
超聲波換能器常見的有收發一體式和收發分體式兩種。其中收發一體式及發送器和接收器一體的換能器,即既可發送超聲波,又可接收超聲波;收發分體式是發送器發送超聲波,接收器用作接受超聲波。本設計中采用收發一體式,以方便順流和逆流的測量。
對于超聲波流量計來說,換能器通常三種測量方法:Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。本設計中采用了v型安裝方式,它可以消除管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制引起的誤差,并且可以擴大聲程,提高準確性。
超聲波流量計