輔助聲道式超聲波換能器研制.pdf

1、自20世紀(jì)70年代起，超聲波流量計(jì)是隨著IC技術(shù)迅速發(fā)展并得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用的流量計(jì)量?jī)x表，在實(shí)際運(yùn)用中，基于傳播速度差法的時(shí)差法是采用最多的一種超聲測(cè)量方法，具有非接觸測(cè)量、不阻礙流場(chǎng)、計(jì)量穩(wěn)定可靠、精度較高等特點(diǎn)?，F(xiàn)有的基于傳播速度差法的超聲波流量計(jì)主要有管段式和外夾式這兩種安裝方式。管段式的超聲波流量計(jì)精度高，不受管道材質(zhì)的影響，但長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性差，零漂非常嚴(yán)重:外夾式的超聲波流量計(jì)安裝方便，無(wú)零漂，但需要根據(jù)特定管段和襯里的材質(zhì)

2、設(shè)計(jì)，小口徑測(cè)量時(shí)精度很差。
　　針對(duì)管段式和外夾式超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)，本文提出一種基于輔助聲道式的超聲波換能器:換能器發(fā)射端發(fā)射的信號(hào)一部分由輔助聲道中傳播，只包含流量計(jì)零點(diǎn)信息;另一部分透射到水中傳播，包含了零點(diǎn)與流速信息，通過(guò)兩部分信號(hào)的擬合，較好地解決了管段式零點(diǎn)漂移問(wèn)題和外夾式的精度問(wèn)題。本文分五章進(jìn)行分析和研究:
　　論文的第一章概述了流量計(jì)，特別是超聲波流量計(jì)及超聲波換能器的發(fā)展歷史，著重介紹了超聲波換能器的國(guó)

3、內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了本文的研究?jī)?nèi)容——輔助聲道式超聲波換能器。
　　論文的第二章研究了超聲波垂直入射和斜入射多種介質(zhì)時(shí)十分復(fù)雜的聲壓分布和波形轉(zhuǎn)換，確定了輔助聲道式超聲波換能器的入射角、材料和幾何尺寸等參數(shù)。
　　論文的第三章則重點(diǎn)介紹了基于COMSOL Multiphysics軟件的有限元仿真計(jì)算，對(duì)一對(duì)換能器直線(xiàn)相對(duì)放置、彈性平面版V型一次反射、曲面板V型一次反射和最終輔助聲道式超聲波換能器整機(jī)進(jìn)行了有限元仿真，驗(yàn)證了