气体超声波流量计的发展历程

采用超声波方法进行流量检测的方法应用和发展在近一百年内，1912年，R. A. Fessenden首先发明了水下声波换能器，使人们确定了采用声学技术进行流量测量的可行性。1928年9月，Rutten在一篇专利中提出了可以用声波信号的传播时间差来进行流速测量，这是最早采用时差法测量流体流量的文献，但是由于当时的时间测量技术达不到所需要的足够高的测量精度，所以最终没有能够真正实现该方法。1939年，Irving Wolff等提出了使用相位法来进行气体流量测量，这对于超声波流量计测量气体流量方法的发展是一大进步。在1945年，J. W. Gray提出使用时差法来测量气体流速，为之后对于时差法气体流量计的研发与制作奠定了基础。但是由于时间测量技术问题，随后的很长时间，超声波流量计的研制都局限在实验室研究状态，没有能够进入实际应用中去。

一直到20世纪70年代之后，随着集成电子技术的迅速发展，时间测量精度得到了较大的提高，为超声波流量计的研制提供了基础，科研人员研制出各种性能完善的超声波流量计，并大量应用于实际场所。到了20世纪80年代之后，超声波数字技术的出现和发展，使得超声波模拟技术逐渐被其给替代，人们通过各种技术的应用，进一步提高了超声波流量计在流量测量时的准确度，其产品的种类和数量逐渐增加，在各个领域的应用及比重也在慢慢增大。

1989年G. A. Jackson等人提出了采用多声道的方式进行超声波流量测量的方法，相比较于传统的单声道超声波流量计，多声道超声波流量计的测量精度得到了提高。在这之后，多声道(大于等于两个声道)超声波流量计渐渐地进入科研人员的研究范围，其应用也在慢慢增加。相比于单声道流量计测量中采集速度信息不全面，流场适应相差的问题，多声道超声波流量计能够进一步提高流量计测量精度。

我国研发超声波流量计起步相较国外比较晚，但也取得了一定的成果，从20世纪60年代国内以上海自动化研究所和北京大学等研究机构为代表的开始研究超声波流量检测技术，之后经过二十多年的发展，国内各研究机构通过引进外国先进技术，加以学习改进，慢慢的开始生产出具有一定水平的超声流量计。随着国内各种能源项目的实施，我国流量计行业正处于高速发展阶段。目前国内很多高校和仪器仪表公司都在进行气体超声波流量计的研究，并且研制出一批高精度超声波流量计，但是目前国内的研究多集中在单声道流体超声波计设计，并且多应用在液体流体的流量测量，与国外水平还有较大的差距。

审核编辑：汤梓红