超声波流量计主机与探头原理探讨  四

进入20 世纪的70 年代以后，由于集成电路技术的飞速发展，使得高精度的时间测量成为可能，再加上高性能、工作稳定的锁相技术（PLL）的出现和应用，为超声波流量计的可靠性提供了基本的保证，同时为了消除声速变化对测量精度的影响，出现了频差法超声波流量计，这种流量计声速受温度变化的影响远小于时差法，灵敏度和测量范围也优于时差法，因而这种方法成为测量大管径大流量超声流量计的主要方案，但是仍无法保障小管径小流量测量时的精度。同一时期，前苏联科技工作者对管道内流体的流速分布规律作了大量深入研究，指出管道内流体流动存在两种状态：层流和紊流，并给出了层流状态下的理论计算公式，为超声波流量计进一步提高测量精度打下了坚实的理论基础。至此，超声波流量计的研究和应用才蓬勃发展起来，超声流量计的种类也越来越多，相继出现了波束偏移法、相关法和噪声法。

20 世纪90 年代以后技术的革新，新材料、新工艺的不断涌现，智能化信号处理技术的发展，使超声波流量计的应用范围获得扩展，测量精度有显著突破，形成了迅猛发展的势头。超声波流量计早期应用局限在液体流量计量，近年国外气体用超声波流量计发展很快，常用的可测气体有空气、沼气和氮气等。而国际上天然气工业的发展，更加促进了超声波流量计在气体的应用。英国市场已经在用超声家用燃(煤)气表大宗替换传统皮膜式家用煤气表，在中国市场，也有国内公司开始涉足这一市场应用。目前市场上管道式气体用的超声波流量计的最大管径可达到1100mm，最多的有6 个声道，精度可以达到0.1 的等级。夹持式气体用超声的管径最大可达到1500mm，最多可以有8 声道，精度在0.5－1％测量值之间。近年国际市场较为引人注目的超声气应用，就是中国的西气东送项目。在这一世界最长的气体输送管线上，每年要输送超过40 亿美金的天然气，总计有13 套超声气体流量计在这一管线应用。

超声波流量计