流量檢測是工業(yè)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(shù)。流量計作為流量檢測的標準計量器具，在于流體相關(guān)的工業(yè)控制中起到重要作用。傳統(tǒng)的流量計大多為機械式流量計，機械部件占據(jù)主體部分，流體流經(jīng)流量計時，流量計借助機械部件的轉(zhuǎn)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(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)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(nèi)部采用全電子結(jié)構(gòu)，無阻流部件，相較于傳統(tǒng)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(huán)境影響較小等優(yōu)點。

因此，基于超聲波檢測技術(shù)的流量計逐漸成為熱門研究領(lǐng)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(shè)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(shè)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(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設(shè)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(nèi)存在氣泡、顆粒物等雜質(zhì)，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(shù)據(jù)融合的方式將多個線速度進行融合，融合結(jié)果作為管道內(nèi)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(wěn)定性，本文設(shè)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(jié)果融合，直接影響到了雙聲道流量計的性能。

審核編輯 黃宇