超声波流量计主机与探头原理探讨  三

我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口，直到20 世纪30 年代中期才出现光华精密机械厂所制造的家用水表，50 年代初有了新成仪表厂所开发的文丘里管差压流量计，60 年代开始涡轮、电磁流量计的生产。至今，我国已经形成一个相当规模从事流量测量技术与仪表研发和生产的企业，从事流量仪表研究和生产的单位超过230 家。目前我国的流量装置方面与国际水平仍存在较大差距，现有产品的品种、规格、精确度和可靠性尚不能满足国内市场的需求，一些新型的流量计，如涡街流量计、旋进漩涡流量计、射流

流量计等的技术水平与国际先进水平有较大的差距，需要有较充足的经费支持并通过艰苦的努力，才有可能达到国际先进水平。

1.2 超声波流量计概述

1.2.1 超声波流量计的发展和现状

超声波流量计（简称USF）是利用超声波在流体中的传播特性来测量流量的计量仪表。凭借其非接触测流、仪表造价基本上与被测管道口径大小无关、精度高、测量范围大、安装方便、测试操作简单等自身的优势被认为是较好的大管径流量测量仪表，在电力、石油、化工特别是供水系统中被广泛应用。

在国外，利用超声波测量液体和气体流量的研究已有数十年的历史。1931 年，O.Rutten 发表的德国专利是关于利用声波测量管道流体流量最早的参考文献。但是要使超声波流量计具有一定的精度，要求对时间的测量精度至少达到10 7秒，这在当时是很难达到的；50 年代初，美国科研人员首次提出了“鸣环”法，就是通过多次循环将时差扩大在进行测量[3]，这种方法弥补了当时电子技术的不足，使得时间测量精度得以大大提高。1955 年，应用声循环法的MAXSON 流量计在美国研制成功，并用于航空燃料油流量的测量[4]，标志着超声波流量计已经由理论研究阶段进入工业应用阶段，但由于电子线路太复杂而未得到推广。60 年代末又出现了多普勒效应的超声波流量计。

超声波流量计