客戶咨詢：用多普勒流速儀做超聲波時(shí)差法多聲道測(cè)量，控制16個(gè)換能器、8個(gè)聲道，能否讓若干通道同時(shí)發(fā)射?
大禹電子坦言，從電路角度，是可以做到多通道同時(shí)發(fā)射和接收。但在DN400及以下的管道中，多個(gè)通道同時(shí)發(fā)射，超聲波信號(hào)必然相互干擾、相互掩蓋。只要你不介意信號(hào)串?dāng)_，技術(shù)上沒問題。
一、電路層面：具備同時(shí)收發(fā)能力
硬件設(shè)計(jì)上，8個(gè)通道同時(shí)發(fā)射和接收，電路本身可以實(shí)現(xiàn)。發(fā)射時(shí)序控制、接收通道同步采樣的邏輯都沒有障礙。所以“能不能做到”這個(gè)問題的答案是肯定的。
二、聲學(xué)層面：狹窄空間內(nèi)信號(hào)互擾嚴(yán)重
問題出在聲學(xué)物理層面，不在電路。
超聲波在DN400這樣的管道內(nèi)傳播，空間有限，管壁反射復(fù)雜。如果多個(gè)通道同時(shí)發(fā)射，不同聲道的超聲波信號(hào)會(huì)在水體中疊加、交叉、反射。由于聲波無法像電路信號(hào)那樣通過物理導(dǎo)線隔離，接收端收到的信號(hào)是多個(gè)發(fā)射源混疊后的結(jié)果，根本無法區(qū)分哪個(gè)回波對(duì)應(yīng)哪個(gè)發(fā)射源。
這就是為什么實(shí)測(cè)時(shí)，同時(shí)發(fā)射的通道越多，波形越亂。每個(gè)換能器收到的信號(hào)里既有自己發(fā)射的聲波經(jīng)顆粒反射回來的成分，也有其他通道發(fā)射后亂竄過來的成分。從信號(hào)處理的角度，這就是相互干擾、相互掩蓋，嚴(yán)重時(shí)甚至無法提取有效數(shù)據(jù)。
三、建議：分時(shí)發(fā)射，不做同時(shí)
實(shí)際應(yīng)用中，8個(gè)聲道分時(shí)發(fā)射，一個(gè)通道發(fā)射完畢、接收完成后再啟動(dòng)下一個(gè)通道，是更穩(wěn)妥的做法。單個(gè)周期內(nèi)只發(fā)射一組聲波，信號(hào)干凈，處理簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)可靠。犧牲一點(diǎn)時(shí)間分辨率，換來的是穩(wěn)定可用的測(cè)量結(jié)果。
當(dāng)然，如果客戶應(yīng)用場(chǎng)景中有特殊考量，確實(shí)需要多通道同時(shí)發(fā)射且能接受信號(hào)串?dāng)_帶來的數(shù)據(jù)質(zhì)量下降，我們可以配合定制實(shí)現(xiàn)。但常規(guī)時(shí)差法測(cè)量場(chǎng)景，我們建議采用分時(shí)發(fā)射方案。
總結(jié)： 電路能做，聲學(xué)上不推薦。DN400管徑內(nèi)同時(shí)發(fā)射，信號(hào)互擾不可避免，數(shù)據(jù)質(zhì)量難保證。穩(wěn)妥的做法是分時(shí)發(fā)射。
福州大禹電子科技有限公司，專注超聲波技術(shù)研發(fā)制造。 產(chǎn)品涵蓋液位計(jì)、流量計(jì)、液位差計(jì)、明渠流量計(jì)，換能器等，廣泛應(yīng)用于水利、市政、環(huán)保、工業(yè)領(lǐng)域。歡迎各水利工程公司、市政養(yǎng)護(hù)單位、系統(tǒng)集成商、設(shè)計(jì)院聯(lián)系我們，獲取專業(yè)方案。
