摘要：超聲水錶普遍利用超聲波的時差法進行計量，在結構上相較於葉輪式的機械水錶具有明顯的優勢點，但在能量轉換、信號採集等電子信息處理方法方面抗幹擾能力較差，尤其體現在流量突變上。
關鍵詞：超聲水錶 流量誤差 流量突變 採樣頻率
《工業》中國科技期刊資料庫引言：淡水資源佔總水量的2.8%，所以對水資源的監管、用水計量變得尤為重要。水錶行業對計量領域的研究一直在持續不斷的努力，從以前的普通水錶發展到智能水錶，當前我國智能水錶年產銷量1500萬臺，滲透率約20%，超聲水錶更低。除了價格因素外還有一個流量突變對計量誤差影響的關鍵問題。 1、超聲水錶原理簡述： 超聲水錶基本利用時差法進行測量。電子模塊的激勵電信號傳輸至換能器，換能器中的陶瓷晶振激勵後產生超聲波，通過檢測超聲波聲束在水中順流逆流傳播時因速度發生變化而產生的時差，分析處理得出水的流速從而進一步計算出水的流量。
相關論文截圖2、流量突變下的計量誤差試驗： 受水錶使用環境限制，超聲水錶均採用超低功耗設計，使用內置鋰電池供電。電池電量有限，模塊的激勵電信號頻率被牽制，從而限制了超聲波信號的採集頻率，當頻率較低，在水流速變化時，對水流速的測量誤差將被放大。
下面通過模擬試驗來看流量突變時對超聲水錶測量的影響： 設備精度：0.2% 測試設備：單排串連臺 測試樣表：DN15超聲水錶 測試水溫：15℃（±0.5℃） 測試水壓：0.4MPa（±0.5MPa） 測試流量點：Q3
3、試驗分析： 由表1測試誤差可以看出，當流量不穩定時會導致測量誤差增大。 表中，流量啟停周期在5至2秒時，計量誤差逐漸遞增，誤差變化不超過10%，且誤差變化方向一致；當流量啟停周期小於等於2秒時，計量誤差變化方向出現變化，且誤差超過10%，最高達到26.19%。
下面通過坐標對激勵電信號頻率和流速進行分析：
圖一圖為t時間內，不同時刻對應激勵電信號和管道中的實際流速，激勵信號存在周期性，這就導致了測量盲區的存在。當激活時可以計算出測量的水流速度並求平均，然後用平均數去覆蓋測量盲區，所以t時間內的實際平均流速和計算平均流速必然存在誤差，依據流速得出的流量自然有了誤差。 超聲水錶通過超聲波測量，其耐磨損性、環境適應性、量程比均遠遠優於普通機械水錶。但是其抗幹擾能力較差，當流速突變，變化頻率超出閾值時，計量誤差將變得很大，並且毫無規律性。
大口徑超聲波水錶4、結束語： 居民用水，普遍存在水龍頭瞬間開啟，較短時間後瞬間關閉的情況，在此情況下超聲水錶的計量誤差將變大。提高超聲水錶的採集頻率，同時控制功耗應是一個有效的研究方向。
參考文獻： [1]妖靈.超聲水錶測量誤差分析及處理.儀表技術，2015.5 [2]何群.超聲波流量測量系統的關鍵技術研究與實現哈爾濱工程大學，2004