摘要：测量仪器一直都在社会的发展中扮演着重要的角色，特别是工业革命以后，仪器仪表在工业发展中具有不可替代的作用...

测量仪器一直都在社会的发展中扮演着重要的角色，特别是工业革命以后，仪器仪表在工业发展中具有不可替代的作用。

超声波借助其良好的方向指向性，较强的穿透力和易获得集中声能而被广泛应用在各个行业领域。

超声波流量计可分为多普勒法流量计、时差法流量计、相位差法流量计、噪声法流量计、漩涡法流量计。

时差法是依据超声波从发射到接收所需的时间差推算出水流的流速，适用于比较纯净的液体中。

多普勒法则是通过超声波发射探头所发射的频率与接收探头接收的频率所产生的超声波频移来推算水流流速的。比较适用含有微颗粒或是含有杂质的液体中。

流量计 巴歇尔槽

巴歇尔槽是通过特定形状的堰槽，将水流量变化与流量对等关系的液位高度，最后通过读取水位高度，从水位测量对应表中找出与之对应的流量数值，液位的高度与流量的大小成正比。

因为水位和流量是一一对应关系，只需测量出水位高度就可以获得水流流量，安装过程中一定要实现修建规整的水堰槽，水堰槽的尺寸误差与流量数值息息相关。

流量计 多普勒

超声波，我们一般将频率在20KHz以上的声波称为超声波，因为超声波在方向指向性，穿透力等方面有着无可替代的优势。因此广泛用于农业、医疗、水利等领域

多普勒效应，是由于物体散射的波长在声源和声接收器之间的相对运动而产生的变化，或是二者在同样介质运动的情形下，接收的信号频率与声源频率之间的差别。

多普勒频移就是接收的信号频率与声源频率之间产生的差别。多普勒频移就是接收的信号频率与声源的信号频率之间产生的差别。多普勒频移就是接收的信号频率与声源频率之间的差值，其大小由声源和声波接收探头之间的相对运动速度决定。

多普勒流量测量依照原理分成脉冲型多普勒流量法和连续性多普勒流量法

多普勒流量计

脉冲式多普勒流量计

连续式多普勒流量计

多普勒明渠流量计是通过一个超声波发射探头发出一定频率的超声波，超声波碰到微小颗粒的杂质便会发生反射，随后超声波探头会接收到反射的回波，回波的信号通过放大、带通滤波、混频解调处理后再次回到控制系统，在控制系统中，对信号进行信号处理与分析、计算，最后得到水流量。

多普勒超声波的总体设计主要包含硬件电路与软件部分：

硬件电路主要包含：超声波收发、回波信号处理、显示、温度采集、液位及其外围系统；

软件部分主要包含：模块初始化、串口通讯、温度采集、AD采样；

流量计 总体设计方案

多普勒明渠流量计整体可分为超声波收发信号处理模块及其气体辅助外围电路模块。超声波收发信号处理模块包含发射模块、声波信号驱动模块、回波信号限幅和前置放大模块、带通滤波模块、混频解调模块等；

辅助外围电路有：电源模块、最小系统模块、数据存储模块、液位测量模块、温度采集模块、串口通讯模块等。

整个系统先通过主控芯片发出1MHz的PWM波，PWM波通过运放芯片放大后再功率放大电路进行放大，激发发射探头发出频率为1MHz的超声波。

超声波接收换能器将接收到的回波信号先经过限幅电路，再由AD812进行前置放大，通过前置放大后的回波信号经过AD812所组成的6阶有源带通滤波器进行带通滤波，滤波后的回波信号再与产生的正弦波经专用的混频芯片进行混频解调处理，之后回波信号再进行低通滤波，滤波后的芯片再经过限幅电路，将信号调制高低电平信号，之后由主控芯片进行ＡＤ采集进行信号处理，最后整合温度传感器采集到的温度所换得到的声速在水中的传播速度ｃ，得出水流流速，最后再由安装位置处渠的截面积得出水流流量。