压力是油气管道系统中的重要参数之一，油气管道系统的实时监测和故障诊断通常要检测出管道内部各个部位的压力。传统的压力测量方法种类繁多，但大多数采用的是介入式压力测量，例如机械压力表、压阻式、振弦式、应变式等压力测量方法。介入式压力测量需要预留压力测量接口，破坏了管道系统结构的完整性，在高压情况下还存在安全隐患。因此，设计一种超声波压力测量装置具有重要的现实意义和应用前景。
随着社会发展，人们追求简单、方便、安全的测压装置。人们在改善这种工具方面进行了大量的探索和研究，也生产出了许多新型的产品。目前，有的超声波压力测量装置不能消除超声波在管壁和声楔等介质中因传递时间而产生的误差，从而影响测量精度；有的超声波测压装置的超声波换能器采用单晶探头，超声波接收和发射采用一个换能器，这样提高了电路设计的复杂度，也使压力计算繁琐；有的超声波测压装置数据处理芯片采用单片机，但其处理速度不够，对较小管道的压力不能准确测量。
针对传统压力测量装置和现有超声波压力测量装置的不足，设计了一种基于DSP的超声波压力测量装置。该装置包括超声波发射探头、超声波接收探头、超声波发射电路、超声波接收电路、DSP及外围控制电路、键盘及显示单元。超声波压力测量装置以DSP为核心，DSP特别适合信号处理运算，具有数据处理速度快、精度高等优点。超声波换能器采用双晶直探头，降低了系统电路设计的复杂程度。超声波压力测量原理采用时差法，原理简单，降低了系统运算的复杂度。超声波传送时间采用平均值，提高了系统精度和压力值的准确度。超声波压力测量装置从软硬件两个方面综合考虑了系统的抗干扰因素，提高了超声波测压装置的精度。
超声波测压原理
石油属于烃类物质，其声学特性符合Kneser液体的规律。根据比卡尔的研究成果和《声学手册》提供的实验数据，在一定温度下，Kneser液体中液压与声速具有近似一次线性关系，尤其在压力较高且温度波动范围不大的条件下，线性关系比较稳定，其关系如式（1）所示。
其中，C为液体中声速，单位为m/s；C0为常温、一个大气压下液体中声速，单位为m/s；P为液体压力，单位为Pa；K为比例系数。其中C0、K为常数，通过实验或者查表可以求得。由式（1）可以看出，测量超声波在管道中的声速就能得到管道的压力值。
