超声波流量计换能器信号传播与接收

　　超声波流量计换能器信号传播与接收

　　在超声流量计中通常采用压电陶瓷材料做为换能器，它具有高声阻，而气体的声阻是低的，因此对于陶瓷换能器向气体输送能量阻挠匹配是很困难的，至少工作过程是低效率的。接收信号的特性还与声束传播顺流或逆流有关，流量计解决此问题采取不同的方案。传统的方法是应用材料覆盖于压电陶瓷材料换能器的表面，以达到不同阻挠的匹配。为了解决换能器的振响，可附加一个吸收衬垫，通常此类换能器的频率范围为140kHz到180kHz。聚氟乙烯(PVDF)膜具有低声阻特性，它在伸张和支撑时有压电性质，可以做为发射器，亦可做为接收器的可逆工作方式。其缺点是对温度敏感．因此其电子线路的增益需要随时改变以适应它。换能器的一个工作难题是换能器需面临灰尘，在所有网状系统中皆有一些灰尘，但在陈旧系统可能存在所谓尘暴。灰尘主要由氧化铁和二氧化硅组成，当速度分布变化或其他扰动时气流就积聚它，它对换能器的机械磨损以及丧失线性特性等方面有很大关系。

　　对于流量计低流量时的准确度，换能器的线性度很重要，非线性特性甚至在无流量时可能引起两方向的计时差别，结果实际上无流量却出现流量显示，因此换能器需要良好的线性度。灰尘附着于线性换能器的表面，可能使换能器具有不同的振幅而产生非线性。

　　常用安装方法：

　　(1)平行双声道Z法（即一侧换能器斜方向发射声波到对面一侧换能器接收）

　　(2)双声V法反射，其特点是发射换能器发射声束散射至对面一侧换能器接收，布置于弦位置上。

　　(3)单声道V法（即发射声波经对面管壁反射到同侧另一换能器接收）传播方式。

　　(4)四声道组合传播声波，两个声道是V法反射布置，为流量测量的基本信号；另两个声道之一的声束是按直径途径传播，之二的声束是按；角形反射途径传播，作为流速分布修正的辅助信号