超聲波流量計(jì)主機(jī)與探頭原理探討  三

我國開展近代流量測(cè)量技術(shù)的工作比較晚，早期所需的流量儀表均從國外進(jìn)口，直到20 世紀(jì)30 年代中期才出現(xiàn)光華精密機(jī)械廠所制造的家用水表，50 年代初有了新成儀表廠所開發(fā)的文丘里管差壓流量計(jì)，60 年代開始渦輪、電磁流量計(jì)的生產(chǎn)。至今，我國已經(jīng)形成一個(gè)相當(dāng)規(guī)模從事流量測(cè)量技術(shù)與儀表研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)，從事流量儀表研究和生產(chǎn)的單位超過230 家。目前我國的流量裝置方面與國際水平仍存在較大差距，現(xiàn)有產(chǎn)品的品種、規(guī)格、精確度和可靠性尚不能滿足國內(nèi)市場的需求，一些新型的流量計(jì)，如渦街流量計(jì)、旋進(jìn)漩渦流量計(jì)、射流

流量計(jì)等的技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平有較大的差距，需要有較充足的經(jīng)費(fèi)支持并通過艱苦的努力，才有可能達(dá)到國際先進(jìn)水平。

1.2 超聲波流量計(jì)概述

1.2.1 超聲波流量計(jì)的發(fā)展和現(xiàn)狀

超聲波流量計(jì)（簡稱USF）是利用超聲波在流體中的傳播特性來測(cè)量流量的計(jì)量儀表。憑借其非接觸測(cè)流、儀表造價(jià)基本上與被測(cè)管道口徑大小無關(guān)、精度高、測(cè)量范圍大、安裝方便、測(cè)試操作簡單等自身的優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是較好的大管徑流量測(cè)量儀表，在電力、石油、化工特別是供水系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。

在國外，利用超聲波測(cè)量液體和氣體流量的研究已有數(shù)十年的歷史。1931 年，O.Rutten 發(fā)表的德國專利是關(guān)于利用聲波測(cè)量管道流體流量最早的參考文獻(xiàn)。但是要使超聲波流量計(jì)具有一定的精度，要求對(duì)時(shí)間的測(cè)量精度至少達(dá)到10 7秒，這在當(dāng)時(shí)是很難達(dá)到的；50 年代初，美國科研人員首次提出了“鳴環(huán)”法，就是通過多次循環(huán)將時(shí)差擴(kuò)大在進(jìn)行測(cè)量[3]，這種方法彌補(bǔ)了當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的不足，使得時(shí)間測(cè)量精度得以大大提高。1955 年，應(yīng)用聲循環(huán)法的MAXSON 流量計(jì)在美國研制成功，并用于航空燃料油流量的測(cè)量[4]，標(biāo)志著超聲波流量計(jì)已經(jīng)由理論研究階段進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段，但由于電子線路太復(fù)雜而未得到推廣。60 年代末又出現(xiàn)了多普勒效應(yīng)的超聲波流量計(jì)。

超聲波流量計(jì)