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时差法超声流量计的基本构成和主要技术性能
关键字:时差法超声流量计,超声流量计,流量计 日期:2012-9-19 8:27:07
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时差法超声流量计是由超声流量传感器和变送器构成,种类和规格颇多。口径范围25-
5000mm,甚至更大;精确度0.25%—2%(因厂家和型号而有所不同)
1. 传感器
关于超声流量传感器在本章第二节中已做了简要介绍。时差法所采用的形式颇多,习惯
上可以分为便携式和固定式,见表1。表中所列为各种传感器使用的方式。用何种方式由现
场条件和要求而定,追求精确度应选择多道标准管段型传感器(直径2m以上的管道使用夹
装式或插入式传感器均比较合适)。超声换能器使用的工作频率1~2MHz者居多。
表1 感器的几种型式

2.转换器
时差法超声流量计转换器的硬件构成可如图1所示来表示。它由微处理器和控制单元、发
射单元、接收单元、键盘和显示单元组成。
微处理器系统是中央控制单元和数据处理单元在软件支持下控制工作程序,并进行数据处
理,完成各种运算、补偿、定标等。其还能进行在线自诊断,用来检查故障的部位。发射电
路的原理如图所示。发射单元主要是有一个平衡电容放电电路,高速可控硅作为充电元件,
控制发射功率和脉宽。所产生的高压发射脉冲经切换电路的开关传给指定的换能器。发射的
周期和脉宽视管径大小而异,周期为lOms左右,脉冲越窄越好,发射电压达数百伏。当对面
的换能器收到声脉冲信号以后,经切换电路的开关,就进入了接收单元,如图2所示。信号首
先被前置放大器放大后,通过一个中心频率为1MHz、带宽为数十千赫兹的带通滤波器,再次
被可调增益放大器放大后,进入检波器。检波器实际上是一种比较器,将高于一定幅度的电压
信号转化为数字脉冲信号,作为计时的停止指令,随后进行逆向声传播时间测量。这一过程不
断地交替进行。
图1 时差法超声流量计方框图
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图2 发射单元方框图
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