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超声波流量计发展概述和国内外研究现状
编辑:杭州拓胜自动化仪表有限公司  时间:2016-05-17

    几千年前,人们为了便于农业耕种,曾尝试测量尼罗河水流,可以说是流量测量的开始。随着科技进步和社会发展,超声波明渠流量计逐渐发展成为一门基础学科,并随科技进步和社会发展而发展。
19世纪初期,人们设计了容积式、涡轮式和叶轮式流量计,用于测量水和煤气。
   19世纪后半叶到20世纪前半叶,确立了以节流流量计为起点的流量计理论,市场上出现了多种多样的流量计,可谓是流量计的原型。
超声波测量流速的构想产生于上个世纪前半叶,早在1928年,德国科学家Rutten的专利就提出利用两个声信号的时间差来测量流体的流速,这也是最早涉及超声波流量计(Ultrasonic Flowmeter)的文献。但是这种方法对于时差的测量精度需要的达到微秒甚至纳秒级,以当时落后的信号检测水平远远无法达到此要求。第二次世界大战后,美国进行了技术革新,到1955年继相位差法案后,使用声循环法的“马拉松流量计”(Maxson Flowmeter)第一次用于测量航空燃料油。此后,用超声测量流速、流量的技术飞速发展,研究开发了时间差法、射速偏转法以及多普勒等一系列的超声流量计。
    日本从50年代后期开始研究利用超声波测量流速、流量,继相位法案后,又研究了声循环法,开始用于工业测量。20世纪60年代后,国际上出现大量的超声波检测方面的专利,多普勒法也在该时期产生。进入70年代,集成电路技术飞速发展,高速信号的采样精度得到大幅提高,锁相环技术的应用大大提高了超声流量计的稳定性,超声流量计在工业应用上飞速发展。90年代以后,随着新型材料技术、传感器技术以及智能信号处理技术的发展,超声波流量计的可靠性和精度得到大幅提高。
    近年来,超声波流量计的发展速度非常之快,在流量监测领域已与质量流量计、电磁流量计形成三足鼎立之势。超声波流量计早期应用于给排水和石化行业的过程控制,近年来超声波流量计的应用已经深入到工业生产的各个环节,甚至能直接作为流体的贸易结算。
    中国流量检测技术起步较晚,早期工业生产所需的流量仪表均从国外进口。20世纪60年代,中国开始自主研发涡轮流量计,超声流量计和电磁流量计,而超声流量计的迅猛发展也是近年来才有的。相比而言,国外对于流量测量技术和流量测量仪表的研究较早,技术也十分成熟,欧、美、日等工业发达国家均有相当数量的流量仪表生产厂家,其规模和研发水平均处于领先地位。
经过半个世纪的发展,中国从事流量仪表研发和生产的企业越来越多,但总体仍存在许多问题:1.国内企业自主开发的产品虽然种类齐全,但高尖端技术落后。2.国内主要高端流量仪表市场依旧被国外品牌占据。3.科研投入不足,自主创新能力不够,严重阻碍了国内流量仪表行业的发展。随着我国工业化进程加快,国内市场对于流量计量仪表在测量精度、可靠性等性能上要求越来越高。我公司也努力加大对研发的投入,增强创新能力,同时希望国内同行齐头并进,共同努力,使中国自主研发、生产的流量仪表走向世界。

 

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