超声流量计发展概述和国内外研究现状
数千年前,人们为了农业耕种,曾尝试测量尼罗河的流水,这可以说是的流量测量的开始。随后伴随着科技经济和社会的发展,流量计量逐渐成为一门重要的基础学科,并随着科技水平和社会生产的进步而进步,从某种程度上,它标志着一个国家工业化程度的高低。在经历了*原始的流量计量,19世纪初期,人们已经设计了水和煤气等所用的容积式,涡轮式,叶轮式等流量计。19世纪后半叶到20世纪前半叶,确立了从节流流量计为起点的流量计理论,出现了可说是今天流量计原型的多种多样的流量计。
超声波测量流速的构想从上个世纪前半叶就有了,早在1928年,德国科学家Rutten的**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*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。**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)**次作为航空燃料油流量计。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。在日本从50年代后期开始研究超声波测量流速、流量,继相位法案后,又研究了声循环法,并逐渐把这样流量计用于工业测量。20世纪60年代后,国际上出现大量的超声波检测方面的**,多普勒法也在该时期得以发明。进入到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,另外锁相环技术的应用也为超声流量计的稳定性提供了保障。自此,超声流量计开始工业应用上飞速发展。到了90年代以后,新型材料技术、传感器技术以及智能信号处理技术的进步,使得超声波流量计的测量可靠性和测量精度得到了长足的进步。近年来,超声波流量计的发展势头十分迅猛,现已经同质量流量计和电磁流量计在流量监测领域形成三足鼎立之势。其早期应用领域主要在给排水和部分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。
我国的流量检测方面起步较晚,早期工业生产所需要的流量仪表均从国外进口。20世纪60年代,我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**地位,并制定了相关标准。
经过半个世纪的发展,我国从事流量计仪表研发和生产的产业已经具有相当规模,但是总体仍存在许多问题:1.国内企业自主开发产品虽然种类齐全,但高**技术落后b.国内主要**流量仪表市场依旧被国外品牌占据c.科研投入力度不足,自主**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的在测量精度、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**能力,同时希望国内同行齐头并进,共同努力,使中国自主生产流量仪表走向世界。(本文出自上海迪纳声科技股份公司)