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氣體超聲波流量計的發展
發布時間:2022-01-18 09:05:01

采用超聲波方法進行流量檢測的方法應用和發展在近一百年內,1912年,R. A. Fessenden首先發明了水下聲波換能器,使人們確定了采用聲學技術進行流量測量的可行性。1928年9月,Rutten在一篇專利中提出了可以用聲波信號的傳播時間差來進行流速測量,這是最早采用時差法測量流體流量的文獻,但是由于當時的時間測量技術達不到所需要的足夠高的測量精度,所以最終沒有能夠真正實現該方法。1939年,Irving Wolff等提出了使用相位法來進行氣體流量測量,這對于超聲波流量計測量氣體流量方法的發展是一大進步。在1945年,J. W. Gray提出使用時差法來測量氣體流速,為之后對于時差法氣體流量計的研發與制作奠定了基礎。但是由于時間測量技術問題,隨后的很長時間,超聲波流量計的研制都局限在實驗室研究狀態,沒有能夠進入實際應用中去。

一直到20世紀70年代之后,隨著集成電子技術的迅速發展,時間測量精度得到了較大的提高,為超聲波流量計的研制提供了基礎,科研人員研制出各種性能完善的超聲波流量計,并大量應用于實際場所。到了20世紀80年代之后,超聲波數字技術的出現和發展,使得超聲波模擬技術逐漸被其給替代,人們通過各種技術的應用,進一步提高了超聲波流量計在流量測量時的準確度,其產品的種類和數量逐漸增加,在各個領域的應用及比重也在慢慢增大。

1989年G. A. Jackson等人提出了采用多聲道的方式進行超聲波流量測量的方法,相比較于傳統的單聲道超聲波流量計,多聲道超聲波流量計的測量精度得到了提高。在這之后,多聲道(大于等于兩個聲道)超聲波流量計漸漸地進入科研人員的研究范圍,其應用也在慢慢增加。相比于單聲道流量計測量中采集速度信息不全面,流場適應相差的問題,多聲道超聲波流量計能夠進一步提高流量計測量精度。

我國研發超聲波流量計起步相較國外比較晚,但也取得了一定的成果,從20世紀60年代國內以上海自動化研究所和北京大學等研究機構為代表的開始研究超聲波流量檢測技術,之后經過二十多年的發展,國內各研究機構通過引進外國先進技術,加以學習改進,慢慢的開始生產出具有一定水平的超聲流量計。隨著國內各種能源項目的實施,我國流量計行業正處于高速發展階段。目前國內很多高校和儀器儀表公司都在進行氣體超聲波流量計的研究,并且研制出一批高精度超聲波流量計,但是目前國內的研究多集中在單聲道流體超聲波計設計,并且多應用在液體流體的流量測量,與國外水平還有較大的差距。

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