超声波流量计

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超声波流量计测量的发展概况和研究进程(一)

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超声波流量计测量的发展概况和研究进程(一)

发布日期:2017-12-28 00:00 来源:http://www.senslor.com.cn 点击:

超声波流量计测量的发展概况和研究进程(一)


工业生产和科学实验都离不开对工质数量的了解或对各种物质(原料)配比的控制。为保证产品质量、进行经济核算,对单位时间内物料的输送量(流量)或某段时间内物料的总输送量(累积流量)要精确计量和控制,并要求能及时地发出反映流量大小的信号。,不管是以计量为目的,或是用于过程控制,几乎涉及所有的领域。仪表种类繁多,用来检测流量是其中的一种重要方法。当在流动的媒质中传播时,相对于固定的坐标系统(比如管道中的管壁)来说,超声波速度与其在静止媒质中的传播速度有所不同,其变化值与媒质流速有关,因此根据超声波速度变化可以求出媒质流速。另外也可以根据超声波在流体中的多普勒效应来求媒质流速,从而根据管径等其它已知参数计算出流体的瞬时流量和累积流量。

  研究利用超声波测量液体和气体流量已经有数十年的历史。1928年法国的O. Rutten研制成功了世界上第一台超声波流量计,之后美国、意大利等国陆续有人研究,但都限于相位差法,进展不大。1955年,应用声循环法的超声波流量计首先作为航空燃料用流量计获得成功,随后又出现了基于时间差法和波束偏移法的超声波流量计。1958年,A.L. Herdrich等人发明了折射式超声波探头,以消除由于管壁中声波的交混回响而产生的相位失真,为换能器的管道外夹安装提供了理论依据,超声多普勒流量计也在这一时期诞生。1963年,超声波流量计开始由日本的Tokyo Keiki等人引入工业应用,但由于电子线路太复杂而未占有牢固的地位。20世纪70年代后,集成电路技术迅猛发展,高性能锁相技术的出现与应用,使得实用的超声波流量计得以迅速发展。到20世纪90年代初期日本、美国、西欧等地区超声波流量计的销售已占到流量仪表的4%~9%.20世纪90年代中期,超声波流量计世界范围的年销售台数约3.6万台,其中明渠用约占1/3,封闭管道用约占2/3,2/3中传播时间法、多普勒法、组合法分别约占81%、13 %、6%.进入21世纪,Flow Research和Ducker Worldwide的研究报告指出,全球超声波流量计(不含明渠流量计)2000年的销售达到2.4亿美元,2005年前,超声波流量计的销售还将以年均 15.3%的速度快速增长。

  如今,超声波流量计扮演着越来越重要的角色,在供水、电力、石油、化工、冶金、煤矿、环保、医疗、海洋、河流等各种计量测试中得到广泛的应用,并在一定范围内取代了传统的差压流量计和电磁流量计等设备。超声波流量计是一个很有发展前途的方向,F.C. Kinghorn在FLOMEKO‘1996上指出[8],“改善现有的流量测量系统或开发新型流量测量手段将给工业界带来巨大的效益,在这方面超声波流量计、文丘利管流量计及层析显像技术将会是最有发展前途的三个领域”,由此可见一斑。

圣世援插入式超声波流量计.jpg

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