客户咨询:用多普勒流速仪做超声波时差法多声道测量,控制16个换能器、8个声道,能否让若干通道同时发射?
大禹电子坦言,从电路角度,是可以做到多通道同时发射和接收。但在DN400及以下的管道中,多个通道同时发射,超声波信号必然相互干扰、相互掩盖。只要你不介意信号串扰,技术上没问题。

一、电路层面:具备同时收发能力
硬件设计上,8个通道同时发射和接收,电路本身可以实现。发射时序控制、接收通道同步采样的逻辑都没有障碍。所以“能不能做到”这个问题的答案是肯定的。
二、声学层面:狭窄空间内信号互扰严重
问题出在声学物理层面,不在电路。
超声波在DN400这样的管道内传播,空间有限,管壁反射复杂。如果多个通道同时发射,不同声道的超声波信号会在水体中叠加、交叉、反射。由于声波无法像电路信号那样通过物理导线隔离,接收端收到的信号是多个发射源混叠后的结果,根本无法区分哪个回波对应哪个发射源。

这就是为什么实测时,同时发射的通道越多,波形越乱。每个换能器收到的信号里既有自己发射的声波经颗粒反射回来的成分,也有其他通道发射后乱窜过来的成分。从信号处理的角度,这就是相互干扰、相互掩盖,严重时甚至无法提取有效数据。
三、建议:分时发射,不做同时
实际应用中,8个声道分时发射,一个通道发射完毕、接收完成后再启动下一个通道,是更稳妥的做法。单个周期内只发射一组声波,信号干净,处理简单,数据可靠。牺牲一点时间分辨率,换来的是稳定可用的测量结果。

当然,如果客户应用场景中有特殊考量,确实需要多通道同时发射且能接受信号串扰带来的数据质量下降,我们可以配合定制实现。但常规时差法测量场景,我们建议采用分时发射方案。
总结: 电路能做,声学上不推荐。DN400管径内同时发射,信号互扰不可避免,数据质量难保证。稳妥的做法是分时发射。
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