超声波换能器的选取方法、选取系统及超声波流量计的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及流量计的技术领域，尤其是指超声波换能器的选取方法、选取系统及 安装有通过此方法选取的超声波换能器的超声波流量计。
【背景技术】
[0002] 超声波流量计是以测量声波在流动介质中传播的时间与流量的关系为原理的。在 超声波流量计中，过大的静态时间差会降低流量计的测量性能。而产生静态时间差的原因 主要在于配对使用的两个换能器的谐振频率偏差较大。由于换能器涉及多个基础及交叉学 科，且制造工序复杂。现有技术中，基本采用的方案是要求换能器厂家控制好产品的批次一 致性，保证流量计配对使用的两只换能器性能参数接近，尽量避免流量计静态时间差偏大 的问题出现。由于换能器厂家生产工艺的批次差异性必然存在，无法保证每批次换能器的 性能参数高度一致。如果流量计上配对使用的两只换能器性能差异较大，则会产生较大的 静态时间差，严重影响流量计整机测量性能。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种简单又高效的超声波换能器的选取方法， 以保证超声波流量计具有较小的静态时间差，进而保证测量性能的稳定。
[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种超声波换能器的选取方法，包括 如下步骤：
[0005] Sl :从多个超声波换能器中选取两个超声波换能器；
[0006] S2 :分别测试两个所述超声波换能器的谐振频率fsl和fs2 ;
[0007] S3 :根据谐振频率fsl和fs2计算偏差率Δ t ;
[0008] S4 :如果所述偏差率在预设的阈值范围内，则选用Sl中的两个超声波换能器安装 于超声波流量计内；如果偏差率不在预设的阈值范围内，重复步骤Sl。
[0009] 本发明的有益效果是：本方法选取的两个配对使用的超声波换能器的谐振频率的 偏差量小，根据公式（4)可以推导出，静态时间差At越小；这样超声波流量计的测量约稳 定性能。
[0010] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0011] 进一步，所述S3包括：
[0012] 根据下式计算所述偏差率；
[0013] At = (fsl-fs2)/fs ；
[0014] 其中，Δ t为偏差率，fsl为第一个超声波换能器的谐振频率，fs2为第二个超声波 换能器的谐振频率，fs为fal和fs2中较大的一个。
[0015] 进一步，所述S2还包括阻抗分析仪，所述谐振频率由所述阻抗分析仪测试得出。
[0016] 优选的，预设的阈值范围为0-1%。。
[0017] 本发明所要解决的技术问题是提供一种简单又高效的超声波换能器的选取系统， 以保证超声波流量计具有较小的静态时间差，进而保证测量性能的稳定。
[0018] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种超声波换能器的选取系统，包 括：
[0019] 选取模块，用于从多个超声波换能器中选取两个超声波换能器；
[0020] 测试模块，用于测试两个所述超声波换能器的谐振频率fsl和fs2 ;
[0021] 计算模块，用于计算谐振频率fsl和fs2偏差率Δ t ;
[0022] 判断模块，用于判断所述偏差率是否在预设的阈值范围内，如果偏差率在预设的 阈值范围内，则选用所述选取模块中选取的两个所述超声波换能器安装于超声波流量计 内；如果偏差率不在预设的阈值范围内，则再从多个超声波换能器中选取两个超声波换能 器直至偏差率在预设的阈值范围内。
[0023] 本发明的有益效果是：本技术方案公开的一种声波换能器的选取系统与上述一种 超声波换能器的选取方法所起到的效果相同，因此不再赘述。
[0024] 进一步，所述计算模块包括：
[0025] 根据下式计算所述偏差率；
[0026] At = (fsl-fs2)/fs ；
[0027] 其中，Δ t为偏差率，fsl为第一个超声波换能器的谐振频率，fs2为第二个超声波 换能器的谐振频率，fs为fal和fs2中较大的一个。
[0028] 进一步，所述测试模块还包括阻抗分析仪，所述谐振频率由所述阻抗分析仪测试 得出。
[0029] 优选的，所述预设的阈值范围为0-1 %。
[0030] 本发明所要解决的技术问题是提供一种测量性能稳定的超声波流量计。
[0031] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种超声波流量计，所述超声波流量 计内设置有上述任一技术方案所述的超声波换能器。
[0032] 本发明的有益效果是：本技术方案公开的一种超声波流量计与上述一种超声波换 能器的选取方法所起到的效果相同，因此不再赘述。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明一种超声波换能器的选取方法流程图；
[0034] 图2为本发明一种超声波换能器的选取系统示意图；
[0035] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0036] 1、选取模块，2、测试模块，3、计算模块，4、判断模块。
【具体实施方式】
[0037] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0038] 如图1所示，一种超声波换能器的选取方法，包括如下步骤：
[0039] Sl :从多个超声波换能器中选取两个超声波换能器；
[0040] S2 :分别测试两个所述超声波换能器的谐振频率fsl和fs2 ;
[0041 ] S3 :根据谐振频率fsi和fs2计算偏差率Δ t ;
[0042] S4 :如果所述偏差率在预设的阈值范围内，则选用SI中的两个超声波换能器安装 于超声波流量计内；如果偏差率不在预设的阈值范围内，重复步骤Sl。
[0043] 通常认为声波在流体中的实际传播速度是由介质静止状态下声波的传播速度 (Cf)和流体轴向平均流速（vj在声波传播方向上的分量组成。如图1所示，顺流和逆流传 播时间与各量之间的关系由公式（1)和公式（2)可知：
[0046] 其中，tup为声波在流体中逆流传播时间，t d_为声波在流体中顺流传播时间，
[0047] L为声道长度，％为换能器A发出超声波在静止流体中的传播速度，c。为换能器 B发出超声波在静止流体中的传播速度，Vn为流体的轴线平均速度，Φ为声道夹角。
[0048] 理想情况下，当超声流量计管道内的介质流速Vni为0时，