TDC-GP2測量芯片在超聲波流量計中的應用
加入技術交流群
前言
相對于使用傳統測量方法的流量計，超聲波流量計有著諸多的優點：它不會改變流體的流動狀態，不對流體產生附加阻力；它可適應多種管徑的流體測量，不會因管徑的不同增加儀表成本；它的換能器可設計成夾裝式，可作移動性測量。TDC-GP2作為高精度的時間測量芯片，不但集成了時間測量功能，還針對超聲波流量計和熱量表的應用提供超聲波換能器驅動脈沖以及溫度測量功能。相對于使用分立元件或者FPGA的超聲波流量計方案，使用TDC-GP2的方案大大簡化了硬件電路設計，顯著降低了整機功耗，成為電路最簡潔、功耗最低的超聲波流量計方案。
超聲波流量計的測量原理
以使用較多的時差法超聲波流量計為例，通過分別測量超聲波在流體中順流和逆流的傳播時間，利用流體流速與超聲波順流逆流傳播時間差的線性關系計算出流體的實時流速，進而得到對應的流量值。
如圖1所示，超聲波在靜止流體中的傳播速度用C表示，則順流和逆流的傳播時間分別為：
其中 包含換能器的響應時間、電路元件造成的延時等。由于順流和逆流路徑的一致性，順、逆流的 是一樣的。順、逆流傳播的時間差為：
評論