流量檢測(cè)是工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)中的一個(gè)重要指標(biāo)，與溫度、壓力并稱(chēng)為熱工計(jì)量的三大重要參數(shù)。流量計(jì)作為流量檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具，在于流體相關(guān)的工業(yè)控制中起到重要作用。傳統(tǒng)的流量計(jì)大多為機(jī)械式流量計(jì)，機(jī)械部件占據(jù)主體部分，流體流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，流量計(jì)借助機(jī)械部件的轉(zhuǎn)動(dòng)完成流量計(jì)量。因此，機(jī)械式流量計(jì)普遍存在始動(dòng)流量高、壓力損耗大、需要人工抄表的問(wèn)題。隨著超聲波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用超聲波完成流量測(cè)量的超聲波水流量計(jì)。超聲波流量計(jì)內(nèi)部采用全電子結(jié)構(gòu)，無(wú)阻流部件，相較于傳統(tǒng)機(jī)械式流量計(jì)具有非接觸式、無(wú)機(jī)械化部件、測(cè)量靈敏度高、受環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)。

因此，基于超聲波檢測(cè)技術(shù)的流量計(jì)逐漸成為熱門(mén)研究領(lǐng)域。研究人員從超聲波測(cè)量原理、傳播時(shí)間計(jì)算方法和流量計(jì)設(shè)計(jì)等各個(gè)方面開(kāi)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(jì)，并對(duì)流量計(jì)的性能進(jìn)行了測(cè)試；王安然等人對(duì)超聲時(shí)差法的傳播時(shí)間測(cè)量進(jìn)行分析，提出了一種基于電容積分的間接傳播時(shí)間測(cè)量方法；胡海霞采用高精度計(jì)時(shí)芯片TDC-GP22設(shè)計(jì)了一款運(yùn)用于小口徑管道的超聲波計(jì)量模塊。

這些研究為超聲波水流量測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要作用。但是，現(xiàn)有的中小管徑超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)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(nèi)存在氣泡、顆粒物等雜質(zhì)，流場(chǎng)分布不均勻等因素的影響，單聲道流量計(jì)測(cè)得的流速并不能充分反映管道流體流速，而多聲道流量計(jì)通過(guò)測(cè)量每個(gè)聲道的線速度，并通過(guò)數(shù)據(jù)融合的方式將多個(gè)線速度進(jìn)行融合，融合結(jié)果作為管道內(nèi)的流體流速，因此測(cè)量精度更高。為了進(jìn)一步提高超聲波流量計(jì)的精度和穩(wěn)定性，本文設(shè)計(jì)了一種基于時(shí)差法的雙聲道小管徑超聲波流量計(jì)。此外，如何將多個(gè)單聲道流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果融合，直接影響到了雙聲道流量計(jì)的性能。

審核編輯 黃宇