张梦雨，张真

（中国仪器仪表学会，北京， 100088）

关键字：超能传感器；检波；滤波；计数

0 引言

超声波风速计的换能器安装在被测管道的外侧，基本上不干扰流体的流场，无压力损失，维修方便，同时对流体的温度，粘度，密度等因素也不敏感，输出线性范围宽，没有零点漂移问题，通用性好，又因无可动部件无磨损，使用寿命长等优点，已被广泛应用于工业生产，日常生活的每个角落，风速测量作为流速测量的一个重要领域已与人们的生产，生活密不可分，现代科技的飞速发展更促使其广泛地应用于航空航天，科研实验，现代农业及气象科学等重要领域，且人们对流速，流量的测量的要求也越来越高，而风速检测在低流速速小管径和流动流体很不稳定的情况下很难得到令人满意的效果。为了能在低流速小口径的条件下仍然能测得比较精确的流速，本文采用高频率的超能传感器对流动的流体进行载送，并把接收到的超声波信号进行处理。

1 涡街风速计测量原理

由于超声波在流动的流体中传播时可以载上流体流速的信息，因此我们可以对接收到的超声波信号进行处理，得到相应的流体流速。

涡街产生的频率与流体的平均流速之间有如下关系：

其中V—流体的平均流速，m/s;

Sr—斯特劳哈尔数；

m—涡街发声体两侧矩形面积与通道横截面积之比；

d—涡街发声体迎流面特征宽度；

2 系统结构和硬件设计

测量系统的硬件结构如图1 所示，整体可分为3 大模块，信号调制模块，信号接收处理模块，信号控制输出显示模块。……