超声波液位计及流量计在测量中时差法的探讨一

摘要

在现存的各种液位、流量仪表中，利用超声技术研制的仪表因具有非接触测量的优点在测量仪表中占有非常重要的地位，得到了越来越广泛的应用。对于各种超声测量仪表来说，其测量精度的高低主要由超声波传播时间的测量精度决定，所以研究可提高测时精度的方法有重要意义。

本文分析了以脉冲法为主的传统超声测时方法存在的缺陷。针对流量测量提出了一种高精度测时方法：频差一相差一时差法。给出了该方法的测时原理。对其进行了误差分析，设计了基于QuartusII平台的相位检测方案以及整个系统的实现方案；针对液位测量，根据超声波与雷达波的相似性，提出将线性调频技术应用于超声波液位测量中。利用MATLAB V具对该方法进行了分析验证，设计了实现方案并对其进行了精度分析。

对两种测试方法的研究表明：频差-相差．时差测时方法适合于流量测量，测时精度主要由测相精度和所发射信号的频率稳定度决定，在一定条件下可达纳秒级；线性调频测时方法的测时精度主要由发射信号的时间带宽积决定，适合于液位测量。

电磁流量计