超聲波傳感器課件

第七章超聲波傳感器本節(jié)主要學(xué)習(xí)超聲波的物理特性、超聲波探頭的結(jié)構(gòu)著重了解超聲波在檢測技術(shù)中的一些應(yīng)用11/24/20221第四章非電量的電測技術(shù)第七章超聲波傳感器本節(jié)主要學(xué)習(xí)超聲波的物理特性、超聲波探介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)以彈力互相聯(lián)系。某質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中振動，能激起周圍質(zhì)點(diǎn)的振動。質(zhì)點(diǎn)振動的傳播形成播。聲波是一種能在氣體、液體、固體中傳播的彈性波。根據(jù)聲波point的范圍，聲波可以分為次聲波、聲波、超聲波。11/24/20222第四章非電量的電測技術(shù)介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)以彈力互相聯(lián)系。某質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中振動，能激起周圍質(zhì)一、超聲波物理基礎(chǔ)人耳所能聽到的聲波頻率在20~20000Hz之間。頻率超過20000Hz的聲波稱為超聲波。低于的稱為次聲波。頻率高于20kHz的機(jī)械振動波稱為超聲波。它的指向性很好，能量集中，因此穿透本領(lǐng)大，能穿透幾米厚的鋼板，而能量損失不大。在遇到兩種介質(zhì)的分界面（例如鋼板與空氣的交界面）時(shí)，能產(chǎn)生明顯的反射和折射現(xiàn)象。11/24/20223第四章非電量的電測技術(shù)一、超聲波物理基礎(chǔ)人耳所能聽到的聲波頻率在20~20000H1、超聲波的波型分類超聲波的傳播波型主要可分為縱波、橫波、表面波等幾種。振動方向和波的傳播方向一致。能在固體、液體和氣體中傳播。振動方向和波的傳播方向垂直。只能在固體中傳播。11/24/20224第四章非電量的電測技術(shù)1、超聲波的波型分類超聲波的傳播波型主要可分為縱波、橫波、表表面波質(zhì)點(diǎn)的振動介于橫波與縱波之間，沿著表面?zhèn)鞑サ牟ā１砻娌S深度增加衰減很快。表面波振動軌跡是橢圓型，在固體表面?zhèn)鞑ァ?1/24/20225第四章非電量的電測技術(shù)表面波質(zhì)點(diǎn)的振動介于橫波與縱波之間，沿著表面?zhèn)鞑サ牟ā１砻娌ㄌ卣鳎撼暡ǖ奶卣魇穷l率高，波長短，繞射現(xiàn)象小。它最明顯的特征是方向性好，且在液體、固體中衰減很小，穿透本領(lǐng)大，碰到介質(zhì)分界面會產(chǎn)生顯著的反射和折射，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測中。11/24/20226第四章非電量的電測技術(shù)特征：11/23/20226第四章非電量的電測技術(shù)2、超聲波的反射和折射在兩界面處，聲波的傳輸與光傳輸類似，符合反射定律和折射定律。超聲波的頻率越高，特性越與光波相似。11/24/20227第四章非電量的電測技術(shù)2、超聲波的反射和折射在兩界面處，聲波的傳輸與光傳輸類似，3、超聲波的衰減聲波在同一介質(zhì)中傳播時(shí),隨著傳播距離的增加,能量逐漸衰減,其衰減的程度與波的頻率和介質(zhì)密度有關(guān)。例，在氣體密度很小，超聲波在氣體中傳播很快衰減。11/24/20228第四章非電量的電測技術(shù)3、超聲波的衰減聲波在同一介質(zhì)中傳播時(shí),隨著傳播距離的增二、超聲波發(fā)生器原理壓電晶體：壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)_y逆壓電效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)在壓電材料切片上施加交變電壓，使它產(chǎn)生電致伸縮振動，而產(chǎn)生超聲波，如圖所示。11/24/20229第四章非電量的電測技術(shù)二、超聲波發(fā)生器原理壓電晶體：_y逆壓電效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)在壓壓電材料的固有頻率：當(dāng)外加交變電壓頻率等于晶片的固有頻率時(shí)，產(chǎn)生共振，這時(shí)產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)。——共振壓電效應(yīng)換能器可以產(chǎn)生幾十千赫茲到幾十兆赫茲的高頻超聲波。11/24/202210第四章非電量的電測技術(shù)壓電材料的固有頻率：當(dāng)外加交變電壓頻率等于晶片的固有頻率時(shí)，三、超聲波接收器原理在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生超聲波的發(fā)生器以外，還需要能接收超聲波的接收器。一般的超聲波接收器是利用超聲波發(fā)生器的逆效應(yīng)而進(jìn)行工作的。壓電式超聲波接收器是利用正壓電效應(yīng)進(jìn)行工作的。它的結(jié)構(gòu)和超聲波發(fā)生器基本相同，有時(shí)就用同一個換能器兼做發(fā)生器和接收器兩種用途。壓電晶體測量電路超聲波11/24/202211第四章非電量的電測技術(shù)三、超聲波接收器原理在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生超聲波的發(fā)為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲波換能器，或超聲波探頭。1、超聲波測距原理：超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波脈沖在介質(zhì)中傳到相介面經(jīng)過反射后，再反回到接收探頭。Δ超聲波探頭11/24/202212第四章非電量的電測技術(shù)為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這2、超聲波探頭材料常用的材料：壓電晶體和壓電陶瓷，這種探頭統(tǒng)稱為壓電式超聲波探頭。工作原理：利用壓電材料的壓電效應(yīng)。逆壓電效應(yīng)將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動，以產(chǎn)生超聲波，可做為發(fā)射探頭。利用正壓電效應(yīng)則將接收的超聲振動轉(zhuǎn)換成電信號，可作為接收探頭。11/24/202213第四章非電量的電測技術(shù)2、超聲波探頭材料常用的材料：壓電晶體和壓電陶瓷，這種探頭統(tǒng)超聲波探頭中的壓電陶瓷芯片將數(shù)百伏的超聲電脈沖加到壓電晶片上，利用逆壓電效應(yīng)，使晶片發(fā)射出持續(xù)時(shí)間很短的超聲振動波。當(dāng)超聲波經(jīng)被測物反射回到壓電晶片時(shí)，利用壓電效應(yīng)，將機(jī)械振動波轉(zhuǎn)換成同頻率的交變電荷和電壓。11/24/202214第四章非電量的電測技術(shù)超聲波探頭中的壓電陶瓷芯片將數(shù)百伏的超聲電脈沖加耦合劑超聲探頭與被測物體接觸時(shí)，探頭與被測物體表面間存在一層空氣薄層，空氣將引起三個界面間強(qiáng)烈的雜亂反射波，造成干擾，并造成很大的衰減。為此，必須將接觸面之間的空氣排擠掉，使超聲波能順利地入射到被測介質(zhì)中。在工業(yè)中，經(jīng)常使用一種稱為耦合劑的液體物質(zhì)，使之充滿在接觸層中，起到傳遞超聲波的作用。常用的耦合劑有自來水、機(jī)油、甘油、水玻璃、膠水、化學(xué)漿糊等。11/24/202215第四章非電量的電測技術(shù)耦合劑超聲探頭與被測物體接觸時(shí)，探頭與被測物空氣超聲探頭以空氣為傳導(dǎo)介質(zhì)的超聲探頭。錐形共振盤：提高發(fā)生效率；阻抗匹配器：提高接受效率。a）

超聲發(fā)射器b）超聲接收器

1—外殼2—金屬絲網(wǎng)罩3—錐形共振盤4—壓電晶片5—引腳6—阻抗匹配器7—超聲波束11/24/202216第四章非電量的電測技術(shù)空氣超聲探頭以空氣為傳導(dǎo)介質(zhì)的超聲探頭。錐形共振盤：提高發(fā)四、超聲波傳感器的應(yīng)用當(dāng)超聲發(fā)射器與接收器分別置于被測物兩側(cè)時(shí)，這種類型稱為透射型。透射型可用于遙控器、防盜報(bào)警器、接近開關(guān)等。超聲發(fā)射器與接收器置于同側(cè)的屬于反射型反射型可用于接近開關(guān)、測距、測液位或物位、金屬探傷以及測厚等。反射透射11/24/202217第四章非電量的電測技術(shù)四、超聲波傳感器的應(yīng)用當(dāng)超聲發(fā)射器與接收器分別置于被測物兩1、超聲波流量計(jì)F1發(fā)射的超聲波先到達(dá)T111/24/202218第四章非電量的電測技術(shù)1、超聲波流量計(jì)F1發(fā)射的超聲波先到達(dá)T111/23/2測量流量原理時(shí)間差法測量流量原理：在被測管道上下游的一定距離上，分別安裝兩對超聲波發(fā)射和接收探頭（F1，T1）、（F2，T2），其中F1，T1的超聲波是順流傳播的，而F2，T2的超聲波是逆流傳播的。由于這兩束超聲波在液體中傳播速度的不同，測量兩接收探頭上超聲波傳播的時(shí)間差t，可得到流體的平均速度及流量。11/24/202219第四章非電量的電測技術(shù)測量流量原理時(shí)間差法測量流量原理：在被測管道上下在t1、t2時(shí)間內(nèi)，分別對頻率為f0的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，記得脈沖數(shù)為N1、N2：11/24/202220第四章非電量的電測技術(shù)在t1、t2時(shí)間內(nèi)，分別對頻率為f0的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，記得脈沖11/24/202221第四章非電量的電測技術(shù)11/23/202221第四章非電量的電測技術(shù)超聲波流量計(jì)現(xiàn)場使用11/24/202222第四章非電量的電測技術(shù)超聲波流量計(jì)現(xiàn)場使用11/23/202222第四章非電量的同學(xué)們是否注意：當(dāng)一輛汽車響著喇叭從你身邊疾駛而過時(shí)，喇叭的音調(diào)會由高變低，好像汽車駛來的時(shí)候唱著音符“1”，離開的時(shí)候就唱音符“7”了。1842年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時(shí)就注意到了類似的現(xiàn)象，他經(jīng)過認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)波源和觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的波的頻率都會發(fā)生變化，并且做出了解釋，人們把這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。－1－－7－2、超聲波多普勒測量車速11/24/202223第四章非電量的電測技術(shù)同學(xué)們是否注意：當(dāng)一輛汽車響著喇叭從你身邊疾駛而過時(shí)模擬實(shí)驗(yàn)讓一隊(duì)人沿街行走，觀察者站在街旁不動，每秒有9個人從他身邊通過（圖甲）。這種情況下的“過人頻率”是9人／秒；如果觀察者逆著隊(duì)伍行走，每秒和觀察者相遇的人數(shù)增加，也就是頻率增加（圖乙）；反之，如果觀察者順著隊(duì)伍行走，頻率降低（圖丙）。

甲乙丙11/24/202224第四章非電量的電測技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)讓一隊(duì)人沿街行走，觀察者站在街旁不動，每秒有9個人從超聲波情況相似當(dāng)波源和觀察者相對靜止時(shí)，1s內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目是一定的，觀察到的頻率等于波源振動的頻率；當(dāng)波源和觀察者相向運(yùn)動時(shí)，1S內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目增加，觀察到的頻率增加；反之，當(dāng)波源和觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率變小。11/24/202225第四章非電量的電測技術(shù)超聲波情況相似當(dāng)波源和觀察者相對靜止時(shí)，1s內(nèi)通過觀察者的波交通警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。11/24/202226第四章非電量的電測技術(shù)交通警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測3、超聲波測量液位和物位原理在液罐上方安裝空氣傳導(dǎo)型超聲發(fā)射器和接收器，根據(jù)超聲波的往返時(shí)間，就可測得液體的液面。11/24/202227第四章非電量的電測技術(shù)3、超聲波測量液位和物位原理在液罐上方安裝空氣傳c：超聲波在被測介質(zhì)中的傳播速度。由此可見，只要知道超聲波速度，就對以通過精確地測量時(shí)間t的方法來精確測量距離L。聲速c在各種不同的液體中是不同的。即使在同一種液體中，由于溫度和壓力不同，其值也不相同。由于液體中其它成分的存在及溫度的不均勻都會使c發(fā)生變化，引起測量誤差，故在精密測量時(shí)，要考慮采取補(bǔ)償措施。11/24/202228第四章非電量的電測技術(shù)c：超聲波在被測介質(zhì)中的傳播速度。11/23/202228第優(yōu)缺點(diǎn)：超聲物位傳感器可用于危險(xiǎn)場所非接觸檢測物位，有精度高和換能器壽命長等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是液體波浪大時(shí)誤差大，單探頭式不能檢測小于盲區(qū)的距離，雙探頭式雖然理論分析上無盲區(qū)，但由于探頭的側(cè)向超聲波輻射對接收器的作用，使接收器電路在靜態(tài)時(shí)有微弱輸出。11/24/202229第四章非電量的電測技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：超聲物位傳感器可用于危險(xiǎn)場所非接觸檢測物位，有精度高超聲波測量液位和物位喇叭形超聲發(fā)生器11/24/202230第四章非電量的電測技術(shù)超聲波測量液位和物位喇叭形超聲4、穿透法探傷：根據(jù)超聲波穿透工件后的能量變化狀況來判斷工件內(nèi)部質(zhì)量的方法。工件內(nèi)無缺陷時(shí)，接收能量大，儀表指示值大；工件內(nèi)有缺陷時(shí)，部分能量被反射，接收能量小，儀表指示值小。內(nèi)部缺陷檢測出來。反射法探傷：聲波在工件中反射情況的不同，來探測缺陷的方法。11/24/202231第四章非電量的電測技術(shù)4、穿透法探傷：根據(jù)超聲波穿透工件后的能量變化狀況來判斷工件第七章超聲波傳感器本節(jié)主要學(xué)習(xí)超聲波的物理特性、超聲波探頭的結(jié)構(gòu)著重了解超聲波在檢測技術(shù)中的一些應(yīng)用11/24/202232第四章非電量的電測技術(shù)第七章超聲波傳感器本節(jié)主要學(xué)習(xí)超聲波的物理特性、超聲波探介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)以彈力互相聯(lián)系。某質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中振動，能激起周圍質(zhì)點(diǎn)的振動。質(zhì)點(diǎn)振動的傳播形成播。聲波是一種能在氣體、液體、固體中傳播的彈性波。根據(jù)聲波point的范圍，聲波可以分為次聲波、聲波、超聲波。11/24/202233第四章非電量的電測技術(shù)介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)以彈力互相聯(lián)系。某質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中振動，能激起周圍質(zhì)一、超聲波物理基礎(chǔ)人耳所能聽到的聲波頻率在20~20000Hz之間。頻率超過20000Hz的聲波稱為超聲波。低于的稱為次聲波。頻率高于20kHz的機(jī)械振動波稱為超聲波。它的指向性很好，能量集中，因此穿透本領(lǐng)大，能穿透幾米厚的鋼板，而能量損失不大。在遇到兩種介質(zhì)的分界面（例如鋼板與空氣的交界面）時(shí)，能產(chǎn)生明顯的反射和折射現(xiàn)象。11/24/202234第四章非電量的電測技術(shù)一、超聲波物理基礎(chǔ)人耳所能聽到的聲波頻率在20~20000H1、超聲波的波型分類超聲波的傳播波型主要可分為縱波、橫波、表面波等幾種。振動方向和波的傳播方向一致。能在固體、液體和氣體中傳播。振動方向和波的傳播方向垂直。只能在固體中傳播。11/24/202235第四章非電量的電測技術(shù)1、超聲波的波型分類超聲波的傳播波型主要可分為縱波、橫波、表表面波質(zhì)點(diǎn)的振動介于橫波與縱波之間，沿著表面?zhèn)鞑サ牟?。表面波隨深度增加衰減很快。表面波振動軌跡是橢圓型，在固體表面?zhèn)鞑ァ?1/24/202236第四章非電量的電測技術(shù)表面波質(zhì)點(diǎn)的振動介于橫波與縱波之間，沿著表面?zhèn)鞑サ牟?。表面波特征：超聲波的特征是頻率高，波長短，繞射現(xiàn)象小。它最明顯的特征是方向性好，且在液體、固體中衰減很小，穿透本領(lǐng)大，碰到介質(zhì)分界面會產(chǎn)生顯著的反射和折射，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測中。11/24/202237第四章非電量的電測技術(shù)特征：11/23/20226第四章非電量的電測技術(shù)2、超聲波的反射和折射在兩界面處，聲波的傳輸與光傳輸類似，符合反射定律和折射定律。超聲波的頻率越高，特性越與光波相似。11/24/202238第四章非電量的電測技術(shù)2、超聲波的反射和折射在兩界面處，聲波的傳輸與光傳輸類似，3、超聲波的衰減聲波在同一介質(zhì)中傳播時(shí),隨著傳播距離的增加,能量逐漸衰減,其衰減的程度與波的頻率和介質(zhì)密度有關(guān)。例，在氣體密度很小，超聲波在氣體中傳播很快衰減。11/24/202239第四章非電量的電測技術(shù)3、超聲波的衰減聲波在同一介質(zhì)中傳播時(shí),隨著傳播距離的增二、超聲波發(fā)生器原理壓電晶體：壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)_y逆壓電效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)在壓電材料切片上施加交變電壓，使它產(chǎn)生電致伸縮振動，而產(chǎn)生超聲波，如圖所示。11/24/202240第四章非電量的電測技術(shù)二、超聲波發(fā)生器原理壓電晶體：_y逆壓電效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)在壓壓電材料的固有頻率：當(dāng)外加交變電壓頻率等于晶片的固有頻率時(shí)，產(chǎn)生共振，這時(shí)產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)?！舱駢弘娦?yīng)換能器可以產(chǎn)生幾十千赫茲到幾十兆赫茲的高頻超聲波。11/24/202241第四章非電量的電測技術(shù)壓電材料的固有頻率：當(dāng)外加交變電壓頻率等于晶片的固有頻率時(shí)，三、超聲波接收器原理在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生超聲波的發(fā)生器以外，還需要能接收超聲波的接收器。一般的超聲波接收器是利用超聲波發(fā)生器的逆效應(yīng)而進(jìn)行工作的。壓電式超聲波接收器是利用正壓電效應(yīng)進(jìn)行工作的。它的結(jié)構(gòu)和超聲波發(fā)生器基本相同，有時(shí)就用同一個換能器兼做發(fā)生器和接收器兩種用途。壓電晶體測量電路超聲波11/24/202242第四章非電量的電測技術(shù)三、超聲波接收器原理在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生超聲波的發(fā)為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲波換能器，或超聲波探頭。1、超聲波測距原理：超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波脈沖在介質(zhì)中傳到相介面經(jīng)過反射后，再反回到接收探頭。Δ超聲波探頭11/24/202243第四章非電量的電測技術(shù)為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這2、超聲波探頭材料常用的材料：壓電晶體和壓電陶瓷，這種探頭統(tǒng)稱為壓電式超聲波探頭。工作原理：利用壓電材料的壓電效應(yīng)。逆壓電效應(yīng)將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動，以產(chǎn)生超聲波，可做為發(fā)射探頭。利用正壓電效應(yīng)則將接收的超聲振動轉(zhuǎn)換成電信號，可作為接收探頭。11/24/202244第四章非電量的電測技術(shù)2、超聲波探頭材料常用的材料：壓電晶體和壓電陶瓷，這種探頭統(tǒng)超聲波探頭中的壓電陶瓷芯片將數(shù)百伏的超聲電脈沖加到壓電晶片上，利用逆壓電效應(yīng)，使晶片發(fā)射出持續(xù)時(shí)間很短的超聲振動波。當(dāng)超聲波經(jīng)被測物反射回到壓電晶片時(shí)，利用壓電效應(yīng)，將機(jī)械振動波轉(zhuǎn)換成同頻率的交變電荷和電壓。11/24/202245第四章非電量的電測技術(shù)超聲波探頭中的壓電陶瓷芯片將數(shù)百伏的超聲電脈沖加耦合劑超聲探頭與被測物體接觸時(shí)，探頭與被測物體表面間存在一層空氣薄層，空氣將引起三個界面間強(qiáng)烈的雜亂反射波，造成干擾，并造成很大的衰減。為此，必須將接觸面之間的空氣排擠掉，使超聲波能順利地入射到被測介質(zhì)中。在工業(yè)中，經(jīng)常使用一種稱為耦合劑的液體物質(zhì)，使之充滿在接觸層中，起到傳遞超聲波的作用。常用的耦合劑有自來水、機(jī)油、甘油、水玻璃、膠水、化學(xué)漿糊等。11/24/202246第四章非電量的電測技術(shù)耦合劑超聲探頭與被測物體接觸時(shí)，探頭與被測物空氣超聲探頭以空氣為傳導(dǎo)介質(zhì)的超聲探頭。錐形共振盤：提高發(fā)生效率；阻抗匹配器：提高接受效率。a）

超聲發(fā)射器b）超聲接收器

1—外殼2—金屬絲網(wǎng)罩3—錐形共振盤4—壓電晶片5—引腳6—阻抗匹配器7—超聲波束11/24/202247第四章非電量的電測技術(shù)空氣超聲探頭以空氣為傳導(dǎo)介質(zhì)的超聲探頭。錐形共振盤：提高發(fā)四、超聲波傳感器的應(yīng)用當(dāng)超聲發(fā)射器與接收器分別置于被測物兩側(cè)時(shí)，這種類型稱為透射型。透射型可用于遙控器、防盜報(bào)警器、接近開關(guān)等。超聲發(fā)射器與接收器置于同側(cè)的屬于反射型反射型可用于接近開關(guān)、測距、測液位或物位、金屬探傷以及測厚等。反射透射11/24/202248第四章非電量的電測技術(shù)四、超聲波傳感器的應(yīng)用當(dāng)超聲發(fā)射器與接收器分別置于被測物兩1、超聲波流量計(jì)F1發(fā)射的超聲波先到達(dá)T111/24/202249第四章非電量的電測技術(shù)1、超聲波流量計(jì)F1發(fā)射的超聲波先到達(dá)T111/23/2測量流量原理時(shí)間差法測量流量原理：在被測管道上下游的一定距離上，分別安裝兩對超聲波發(fā)射和接收探頭（F1，T1）、（F2，T2），其中F1，T1的超聲波是順流傳播的，而F2，T2的超聲波是逆流傳播的。由于這兩束超聲波在液體中傳播速度的不同，測量兩接收探頭上超聲波傳播的時(shí)間差t，可得到流體的平均速度及流量。11/24/202250第四章非電量的電測技術(shù)測量流量原理時(shí)間差法測量流量原理：在被測管道上下在t1、t2時(shí)間內(nèi)，分別對頻率為f0的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，記得脈沖數(shù)為N1、N2：11/24/202251第四章非電量的電測技術(shù)在t1、t2時(shí)間內(nèi)，分別對頻率為f0的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，記得脈沖11/24/202252第四章非電量的電測技術(shù)11/23/202221第四章非電量的電測技術(shù)超聲波流量計(jì)現(xiàn)場使用11/24/202253第四章非電量的電測技術(shù)超聲波流量計(jì)現(xiàn)場使用11/23/202222第四章非電量的同學(xué)們是否注意：當(dāng)一輛汽車響著喇叭從你身邊疾駛而過時(shí)，喇叭的音調(diào)會由高變低，好像汽車駛來的時(shí)候唱著音符“1”，離開的時(shí)候就唱音符“7”了。1842年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時(shí)就注意到了類似的現(xiàn)象，他經(jīng)過認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)波源和觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的波的頻率都會發(fā)生變化，并且做出了解釋，人們把這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。－1－－7－2、超聲波多普勒測量車速11/24/202254第四章非電量的電測技術(shù)同學(xué)們是否注意：當(dāng)一輛汽車響著喇叭從你身邊疾駛而過時(shí)模擬實(shí)驗(yàn)讓一隊(duì)人沿街行走，觀察者站在街旁不動，每秒有9個人從他身邊通過（圖甲）。這種情況下的“過人頻率”是9人／秒；如果觀察者逆著隊(duì)伍行走，每秒和觀察者相遇的人數(shù)增加，也就是頻率增加（圖乙）；反之，如果觀察者順著隊(duì)伍行走，頻率降低（圖丙）。

甲乙丙11/24/202255第四章非電量的電測技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)讓一隊(duì)人沿街行走，觀察者站在街旁不動，每秒有9個人從超聲波情況相似當(dāng)波源和觀察者相對靜止時(shí)，1s內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目是一定的，觀察到的頻率等于波源振動的頻率；當(dāng)波源和觀察者相向運(yùn)動時(shí)，1S內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目增加，觀察到的頻率增加；反之，當(dāng)波源和觀察者互相遠(yuǎn)