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    超聲波流量計(jì)發(fā)展概述和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

    2015-08-12 09:52:06

    超聲波流量計(jì)發(fā)展概述和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

     

        幾千年前,人們?yōu)榱吮阌谵r(nóng)業(yè)耕種,曾嘗試測(cè)量尼羅河水流,可以說是流量測(cè)量的開始。隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展,流量計(jì)量逐漸發(fā)展成為一門基礎(chǔ)學(xué)科,并隨科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展而發(fā)展。
    19世紀(jì)初期,人們?cè)O(shè)計(jì)了容積式、渦輪式和葉輪式流量計(jì),用于測(cè)量水和煤氣。
       19世紀(jì)后半葉到20世紀(jì)前半葉,確立了以節(jié)流流量計(jì)為起點(diǎn)的流量計(jì)理論,市場上出現(xiàn)了多種多樣的流量計(jì),可謂是流量計(jì)的原型。
    超聲波測(cè)量流速的構(gòu)想產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)前半葉,早在1928年,德國科學(xué)家Rutten的專利就提出利用兩個(gè)聲信號(hào)的時(shí)間差來測(cè)量流體的流速,這也是*早涉及超聲波流量計(jì)(Ultrasonic Flowmeter)的文獻(xiàn)。但是這種方法對(duì)于時(shí)差的測(cè)量精度需要的達(dá)到微秒甚至納秒級(jí),以當(dāng)時(shí)落后的信號(hào)檢測(cè)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到此要求。第二次世界大戰(zhàn)后,美國進(jìn)行了技術(shù)革新,到1955年繼相位差法案后,使用聲循環(huán)法的“馬拉松流量計(jì)”(Maxson Flowmeter)*次用于測(cè)量航空燃料油。此后,用超聲測(cè)量流速、流量的技術(shù)飛速發(fā)展,研究開發(fā)了時(shí)間差法、射速偏轉(zhuǎn)法以及多普勒等一系列的超聲流量計(jì)。
        日本從50年代后期開始研究利用超聲波測(cè)量流速、流量,繼相位法案后,又研究了聲循環(huán)法,開始用于工業(yè)測(cè)量。20世紀(jì)60年代后,國際上出現(xiàn)大量的超聲波檢測(cè)方面的專利,多普勒法也在該時(shí)期產(chǎn)生。進(jìn)入70年代,集成電路技術(shù)飛速發(fā)展,高速信號(hào)的采樣精度得到大幅提高,鎖相環(huán)技術(shù)的應(yīng)用大大提高了超聲流量計(jì)的穩(wěn)定性,超聲流量計(jì)在工業(yè)應(yīng)用上飛速發(fā)展。90年代以后,隨著新型材料技術(shù)、傳感器技術(shù)以及智能信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展,超聲波流量計(jì)的可靠性和精度得到大幅提高。
        近年來,超聲波流量計(jì)的發(fā)展速度非常之快,在流量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域已與質(zhì)量流量計(jì)、電磁流量計(jì)形成三足鼎立之勢(shì)。超聲波流量計(jì)早期應(yīng)用于給排水和石化行業(yè)的過程控制,近年來超聲波流量計(jì)的應(yīng)用已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),甚至能直接作為流體的貿(mào)易結(jié)算。
        中國流量檢測(cè)技術(shù)起步較晚,早期工業(yè)生產(chǎn)所需的流量儀表均從國外進(jìn)口。20世紀(jì)60年代,中國開始自主研發(fā)渦輪流量計(jì),超聲流量計(jì)和電磁流量計(jì),而超聲流量計(jì)的迅猛發(fā)展也是近年來才有的。相比而言,國外對(duì)于流量測(cè)量技術(shù)和流量測(cè)量儀表的研究較早,技術(shù)也十分成熟,歐、美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家均有相當(dāng)數(shù)量的流量儀表生產(chǎn)廠家,其規(guī)模和研發(fā)水平均處于領(lǐng)先地位。
    經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,中國從事流量儀表研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)越來越多,但總體仍存在許多問題:1.國內(nèi)企業(yè)自主開發(fā)的產(chǎn)品雖然種類齊全,但高尖端技術(shù)落后。2.國內(nèi)主要高端流量儀表市場依舊被國外品牌占據(jù)。3.科研投入不足,自主創(chuàng)新能力不夠,嚴(yán)重阻礙了國內(nèi)流量儀表行業(yè)的發(fā)展。隨著我國工業(yè)化進(jìn)程加快,國內(nèi)市場對(duì)于流量計(jì)量儀表在測(cè)量精度、可靠性等性能上要求越來越高。我公司也努力加大對(duì)研發(fā)的投入,增強(qiáng)創(chuàng)新能力,同時(shí)希望國內(nèi)同行齊頭并進(jìn),共同努力,使中國自主研發(fā)、生產(chǎn)的流量儀表走向世界.
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