Page 130 - 质量检测与计量检测技术研究

Research on Quality Testing and Measurement Detection Technology
质量检测与计量检测技术研究

计和涡轮流量计两种。孔板计量技术尽管经过几十年的探索实践，花费了大量的
人力物力进行研究试验，依旧难以满足大口径大流量的燃气计量问题。而涡轮流
量计也是因为技术层面的原因，难以得到大范围的推广应用，并且在使用过程中
因为精准度等问题一直难以克服，再加上涡轮传感器的叶轮长期在气体中浸泡，
防腐蚀问题一直难以解决。传统的燃气计量技术之所以难以得到大范围应用，究

其原因，是因为流体流动特性带来的影响和制约。例如，阻流件的复杂性多变性，
流速轮廓的畸变，涡流和脉动流等干扰，使得传统燃气计量的精度以及耐腐蚀等
问题难以完全改进，这些都是传统流量计难以逾越的障碍。
（二）超声波计量技术的原理与优点
超声流量计的技术原理是借助超声波在两个传感器上面的速度时差来测量流
量，设计上下游两个传感器来收发超声波脉冲。因为流体的流速会影响超声波脉
冲的频率，当上游传感器向下游传感器传递超声的时候，因为声速会在流体的加

持下速度会加快，而下游向上游传递超声的时候，声速会因为流体阻碍抵消声速
会减慢，因为流体的流速时间差与流量成正比，有着线性关系，人们正是利用这
两种声速差来计算流体的流量，从而对燃气流量进行计量。值得注意的是，由于
超声波测量并不存在内在惯性，这就使得超声波测量有着很强的灵敏度，这种时
差法超声波计量器不仅适用于大口径大流量的燃气计量，而且能够广泛应用于低

流速和低流量的范畴，比如用户端的燃气计量等等。
（三）超声波计量技术在社会实践中的运用
1. 超声波计量技术发展历程
人类对于超声波计量技术的探索要上溯到 20 世纪 30 年代，当时德国的一位
科学家提出了利用超声波对管道流体流量的检测，并获得了专利。20 世纪 50 年
代初，美国的科研工作者利用扩大时差的方法，把超声波流量技术应用到液态流

量测量，如对于燃油的流量计量，这也是超声波计量技术首次从理论应用于社会
实践。进入 20 世纪 70 年代中期，因为电子技术的快速发展，频差法超声波计量
器闪亮问世，标志着超声波计量技术开始走向社会实践，但也仅限于大口径大流
量的管道气体的计量。到了 90 年代，随着电子技术不断升级，新材料新工艺不
断涌现，加持了超声波流量计量技术不断臻美，为超声波流量计量拓展了广阔的

应用空间。随着社会的不断进步，经济的不断发展，超声波燃气计量器已经在欧
美国家走向民用领域，而对于拥有十几亿的中国家庭来说，超声波流量计量的应
用前景更加广阔。

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