超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表，目的是解決一些測量困難的問題。超聲波流量計，集計算機和傳感器技術(shù)于一身，將聲學(xué)的研究成果與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合在一起，可以用于多種液體的測量。
噪聲的來源分析
在超聲波流量計測量系統(tǒng)中，構(gòu)成噪聲源物質(zhì)的類型很多。如：
?。?）流量計安裝環(huán)境中可能存在的較大的電場和磁場干擾;
（2）靠近水泵安裝時的水泵帶來的接近于超聲波信號的噪音;
?。?）操作人員隨身攜帶的通信系統(tǒng);
（4）電源中的高次諧波;
?。?）電路板上高頻晶體振蕩器所帶來的噪聲干擾。對于從外界來的噪聲干擾源，主要采用降低電路對噪聲的敏感度、減少噪聲拾取、切斷噪聲耦合路徑的辦法解決，而對于來自于系統(tǒng)內(nèi)部，如電路板上的噪聲源，則采取信號地、數(shù)字地分離、多點接地、合理布線的方法解決。
典型的噪聲路徑框圖如圖1所示?？梢钥闯?，一個噪聲問題的產(chǎn)生必須具備三個要素，首先，必須有噪聲源;其次，必須有對噪聲敏感的接收器;第三，必須有一個將噪聲從源頭傳送到接收器的耦合路徑。因而要解決噪聲問題就必須從這三個方面著手解決。
超聲波流量計改良措施
1、濾波
因為超聲波信號的頻率大致為1Mhz，由運放和電容等器件構(gòu)成的有源濾波器的帶寬較小，最大在幾百千赫茲，在這個頻率附近不易采用，而若采用專用集成的濾波電路造價又偏高，因此這里采用了簡單易行的由電感和電容組成的LC 濾波器。
由L和C組成并聯(lián)諧振，將諧振頻率設(shè)在1.5MHz，由L1、C1 以及 L2、C2組成串聯(lián)諧振，整個形成T型網(wǎng)路，實現(xiàn)了帶通濾波。
除了設(shè)計信號處理中的濾波電路外，對所有進出屏蔽盒的導(dǎo)線都實施了濾波措施。在導(dǎo)線穿透屏蔽體的地方，使用了饋通電容，并且在導(dǎo)線和電路端的地之間又連接了一個短引腳的云母電容。
2、 屏蔽
在本次設(shè)計中采用了以鋁為材料的殼體，對處于內(nèi)部的儀器形成電場和磁場的保護層。眾所周知，理想的屏蔽體應(yīng)是一個封閉的、連續(xù)的導(dǎo)電殼體，沒有開孔和接縫。然而實際使用中卻因為要布線，很難達到真正的屏蔽。通過對屏蔽的不連續(xù)性對磁場感應(yīng)電流影響的分析，這里沒有采用矩形縫隙走線，而采用了在屏蔽盒多個面上開小孔的策略，并且使進出屏蔽體的導(dǎo)線的屏蔽層都360°連接到屏蔽盒上。這樣做的好處是直接改善了系統(tǒng)對于電場和磁場的忍耐能力，增強了性能。
3、平衡電路
平衡電路是用于產(chǎn)生相同和相反信號的電路，將這些信號送入兩個導(dǎo)線;電路的平衡特性越好，信號的散射就越小;它的噪聲抑制特性也越好。
平衡電路抵消干擾信號的能力，是建立在信號波形和幅值嚴(yán)格對稱，同、反相端電路增益嚴(yán)格一致的基礎(chǔ)上的，理論上，理想的平衡放大器對感應(yīng)噪聲具有無窮大的抑制比，可以將干擾信號完全抵消，但在實際應(yīng)用中，平衡電路由于增益誤差等原因，抗干擾能力不可能達到理想值，甚至?xí)a(chǎn)生一些新的失真和噪音。但即使這樣，相對于單端電路只能采用加強屏蔽和進行電源濾波來降低干擾來講，平衡電路仍不失為一種主動式、積極有效的抗干擾措施，在惡劣電磁環(huán)境、長距離傳輸時優(yōu)勢非常明顯。
超聲波流量計是一種耐用的、非接觸式測量污水的超聲波流量計 ，便攜式多普勒超聲波流量計主要應(yīng)用于城市污水處理廠、排水泵站環(huán)保檢測及礦山、油田、冶金、化工、煉油、造紙、食品等行業(yè)的循環(huán)水、紙漿、礦漿、泥漿、酸堿液、化學(xué)原料、海水、城市排水、工業(yè)廢水、生活污水、油水混合液等流量計量。
測量原理
便攜式超聲波流量計探頭隨儀表成對提供，實流標(biāo)定后出廠。
所有標(biāo)定數(shù)據(jù)、零偏及探頭參數(shù)全部儲存在探頭內(nèi)存里，與主機連接后，探頭將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機，主機會自動識別并優(yōu)化工作。
便攜式超聲波流量計匹配所連接的探頭后，用戶只需輸入管道和介質(zhì)參數(shù)即可。
同時，儀表內(nèi)置的數(shù)據(jù)庫提供了大多數(shù)常用管材和介質(zhì)的選項，測量時，用戶還可根據(jù)狀態(tài)顯示了解應(yīng)用情況。
全密封探頭及一體式電纜確保長期可靠的工作，探頭及電纜鎧裝層均為不銹鋼材質(zhì)，適用于苛刻的工業(yè)環(huán)境。
便攜式超聲波流量計采用獨特的雙uP技術(shù)，高速采樣和自適應(yīng)信號處理技術(shù)，即使在苛刻的測量工況下，也能可靠而穩(wěn)定的工作。
應(yīng)用指南
便攜式超聲波流量計在石油化工行業(yè)、核電行業(yè)、導(dǎo)熱油領(lǐng)域有著獨特的應(yīng)用，并且采用了能量計算功能，可以在測量流量的同時，引入溫度信號，從而獲取能量參數(shù)。
超聲波流量計具有高精確度、無阻礙測量以及較低的總體擁有成本等優(yōu)點，正在快速發(fā)展成為流量測量領(lǐng)域，尤其是計量碳?xì)浠衔锏模⒃谑秃吞烊粴忸I(lǐng)域得到普及。超聲波流量計是一種使用十分方便的流量儀表，特別是在大口徑管線上，便攜式超聲波流量計可以將探頭安裝在管道外表面，實現(xiàn)不斷流、不破壞原有管線測量流量，因此受到廣大用戶的歡迎。
1.優(yōu)點
?。?）外夾式超聲波流量計可以實現(xiàn)非接觸測流量，即使是插入式或內(nèi)貼式超聲波流量計，其壓損也幾乎為零，其測流量的方便性與經(jīng)濟性是較好的。
（2）超聲波流量計水、氣、油各種介質(zhì)都可以測量，其應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣闊。
?。?）超聲波流量計的制造成本幾乎和口徑無關(guān)，在大口徑流量計量場合有著價格合理、安裝使用方便的綜合競爭優(yōu)勢。
?。?）便攜式超聲波流量計可以實現(xiàn)一臺流量計在各種管徑、各種材質(zhì)的管線上測流量，是作為標(biāo)準(zhǔn)表進行在線校準(zhǔn)、比對或期間核查的流量計類型。
（5）超聲波流量計具有其測流原理基于長度與時間兩個基本物理量的溯源方便性，可以預(yù)見它必將超越其他原理的流量計成為流量標(biāo)準(zhǔn)甚至是流量基準(zhǔn)的載體。
?。?）超聲波流量計運行能耗極小，可方便地實現(xiàn)長年電池供電，加之先進的智能化主機可方便地進行網(wǎng)絡(luò)無線通信，其應(yīng)用前景更加廣闊。
2.缺點
?。?）超聲波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能器及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前我國只能用于測量200℃以下的流體。
?。?）抗干擾能力差，易受氣泡、結(jié)垢、泵、等超聲雜音的影響，導(dǎo)致精度變差。如果出現(xiàn)以上的情況，輕則精度變差，重則儀表不顯示。
?。?）另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計復(fù)雜。這是因為，一般工業(yè)計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m／s左右，被測流體流速（流量）變化帶給聲速的變化量最大也是10-3數(shù)量級。若要求測量流速的準(zhǔn)確度為±1%，則對聲速的測量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級，因此必須有完善的測量線路才能實現(xiàn)，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實際應(yīng)用的原因。
?。?）安裝存在未知性，不正確的安裝方式，會影響測量的精度。
?。?）使用壽命短，一般精度只能保證2年。
下一篇：恒溫水浴的操作使用及注意事項
449717568
