基于辅助阻抗匹配支路的超声波时差测量系统

作     者：刘权 赵俊奎 曹建元 邹明伟 

作者机构：重庆川仪自动化股份有限公司 上海核工程研究设计院股份有限公司 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年第5期

页      面：179-187页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

主　　题：超声波流量计 换能器 辅助阻抗匹配 静态时差 

摘      要：为了抑制超声波时差测量系统的静态时间差，本文提出了一种基于辅助阻抗匹配支路的新型拓扑结构，并最终基于该拓扑结构成功研制出了一台超声波时差测量系统样机。基于样机和自制的换能器，分别进行了不同驱动频率、不同匹配电阻以及高温工况下（200℃、230℃和260℃）的静态时间差的测试，并通过实流标定实验验证了整套系统的精度和可行性。结果表明，通过辅助阻抗匹配支路的加入能够有效的抑制系统静态时差的均值及其波动范围，且在200℃、230℃和260℃的高温环境下实现了最低-0.279 ns的静态时差。最终，系统在低流量440 m3/h处精度等级可达0.15%,中、高流量1 503～4 397 m3/h范围内精度可达0.05%,验证了辅助阻抗匹配支路的可行性，为超声波时差测量提供了一种高精度和低静态时差的解决方案。