時差法超聲波水流量計介紹

流量檢測是工業自動化檢測中的一個重要指標，與溫度、壓力并稱為熱工計量的三大重要參數。流量計作為流量檢測的標準計量器具，在于流體相關的工業控制中起到重要作用。傳統的流量計大多為機械式流量計，機械部件占據主體部分，流體流經流量計時，流量計借助機械部件的轉動完成流量計量。因此，機械式流量計普遍存在始動流量高、壓力損耗大、需要人工抄表的問題。隨著超聲波檢測技術的發展，出現了利用超聲波完成流量測量的超聲波水流量計。超聲波流量計內部采用全電子結構，無阻流部件，相較于傳統機械式流量計具有非接觸式、無機械化部件、測量靈敏度高、受環境影響較小等優點。

因此，基于超聲波檢測技術的流量計逐漸成為熱門研究領域。研究人員從超聲波測量原理、傳播時間計算方法和流量計設計等各個方面開展研究。涂曉立等人采用多普勒法研制了一種超聲波多普勒流量計，并對流量計的性能進行了測試；王安然等人對超聲時差法的傳播時間測量進行分析，提出了一種基于電容積分的間接傳播時間測量方法；胡海霞采用高精度計時芯片TDC-GP22設計了一款運用于小口徑管道的超聲波計量模塊。

這些研究為超聲波水流量測量領域的發展起到了重要作用。但是，現有的中小管徑超聲波流量計設計大都采用單聲道，少有采用雙聲道或者多聲道，而由于管道內存在氣泡、顆粒物等雜質，流場分布不均勻等因素的影響，單聲道流量計測得的流速并不能充分反映管道流體流速，而多聲道流量計通過測量每個聲道的線速度，并通過數據融合的方式將多個線速度進行融合，融合結果作為管道內的流體流速，因此測量精度更高。為了進一步提高超聲波流量計的精度和穩定性，本文設計了一種基于時差法的雙聲道小管徑超聲波流量計。此外，如何將多個單聲道流量計的測量結果融合，直接影響到了雙聲道流量計的性能。

審核編輯 黃宇