一组惊人的统计数据显示，仅在美国，每年就有约9000亿加仑的废水从家庭中泄漏出来，每年可为约1100万家庭提供足够的生活用水。欧洲和亚洲的其他国家也面临类似的问题。预计水资源短缺将使这个问题更加复杂。
但是现在情况变了，我们可以提供解决方案。超声波技术使安装在智能建筑和智能城市的水表能够检测和定位泄漏，即使每隔几秒钟就有一滴水泄漏。奥斯汀，安特卫普和其他城市正在安装高科技智能水表，为客户提供查找漏水和节约用水的信息，并帮助查找因公共设备管道老化和水管损坏而导致的基础设施漏水。
“今天可用的水资源是我们未来唯一的水资源，”达拉斯自来水公司的节水经理霍利霍尔特-托雷斯说。“我们必须保护它。技术将使我们能够在越来越高的水平上实现这一目标。”
这种超声波技术的应用范围不限于水表应用。这项技术还可以用于测量天然气流量，甚至可以检测流经管道的气体混合物的成分。它甚至可以帮助医务人员调整手术设备中的氧气输送浓度。
当然，超声波也不是什么新鲜事。比如蝙蝠利用超声波测距避开障碍物，在夜间捕捉昆虫。此外，在更高科技的应用中，超声波被用于材料识别、汽车防撞以及工业和医学成像。
现在用于水表等流量米。传统上，流量手表由机电系统组成，带有使用磁性元件产生脉冲的旋转主轴或齿轮。然而，像恒温器、电机和许多其他日常设备一样，流量仪表中的电子系统正在迅速取代机电系统。
“今天可用的水资源是我们未来唯一的水资源。我们必须保护它。技术将使我们能够在越来越高的水平上实现这一目标。”-霍利霍尔特托雷斯，达拉斯自来水公司水资源保护经理
在这些系统中，一对浸没式超声波传感器用于测量声波在流体中的速度。声波传播的速度是流经管道的流体的粘度、流速和方向的函数。超声波通过的介质的硬度决定了它的传播速度。
测量的精度取决于传感器的质量、精密模拟电路的设计和信号处理算法。超声波传感器是压电材料，可以将电信号转换成频率相对较高的数百千赫的机械振动。通常，为了精确测量流量，必须匹配和校准一对1-2兆赫范围内的超声波传感器。他们占了总成本的很大一部分。传感器系统必须以非常低的功率运行，以确保15-20年的电池寿命。
德州仪器高级流量计量芯片MSP430FR6043包含独特的模拟前端和算法，可显著提高精度，降低整体成本和功耗。我们的流量计量架构采用高性能模拟设计、先进算法和嵌入式处理，以减少对昂贵超声波传感器的需求。模拟前端和信号处理算法可以补偿传感器失配。
典型的超声波流量计流量通过发射超声波和测量接收器的时间差来估计流速。时差测量通常通过TDC电路监控接收波形过零的时间来计算。这种典型测量方法的难点在于不够灵敏，无法高精度检测流量。
技术中心 
2020-12-08 14:25:10
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