流量測(cè)量在化工、冶金、石油 、燃?xì)?、自?lái)水等行業(yè)得到了普遍的應(yīng)用，是工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化檢測(cè)的三大參數(shù)之一，在國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、能源調(diào)度、居民生活、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中具有極重要的作用。流量測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性與社會(huì)資源節(jié)約、能源利用率以及經(jīng)濟(jì)效益等息息相關(guān)，因而世界各國(guó)各組織都極為注重流量測(cè)量相關(guān)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，投入各種人力、物力等資源來(lái)建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)并加大對(duì)新的流量檢測(cè)技術(shù)和裝置研究力度。
現(xiàn)在全球能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，世界各國(guó)在節(jié)約能源，對(duì)能源進(jìn)行有效利用和科學(xué)管理的同時(shí)，也在努力探索以尋找更多高效且清潔的新能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，其中作為清潔高效的新能源的代表，天然氣的應(yīng)用越來(lái)越深入到人們的生活，在國(guó)際能源應(yīng)用中的比重也在慢慢增加。特別是隨著國(guó)內(nèi)“西氣東輸”工程的進(jìn)行，國(guó)內(nèi)天然氣的應(yīng)用也是更為普遍，天然氣的生產(chǎn)和消費(fèi)總量都在逐年增加，對(duì)于氣體流量測(cè)量技術(shù)的提高也就變得極為重要。
近些年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，流量測(cè)量技術(shù)也得到了快速的進(jìn)步，測(cè)量流量所用到的儀表種類比較多，在氣體貿(mào)易中超聲波流量計(jì)、孔板流量計(jì)、科氏力式流量計(jì)等是較為常用的氣體流量計(jì)。其中超聲波流量計(jì)以其具有的高重復(fù)性，高精度、非接觸性且能夠自我診斷等特點(diǎn)，在天然氣行業(yè)中慢慢興起，逐漸成為氣體貿(mào)易中的主要測(cè)量?jī)x表。超聲波信號(hào)具有較高的頻率、較短的波長(zhǎng)、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，可以在各種不同的介質(zhì)中進(jìn)行傳播，再加上現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和高精度的壓電陶瓷產(chǎn)品的快速發(fā)展,超聲波流量計(jì)在測(cè)量氣體流量的技術(shù)方面有了極大的改進(jìn)，在應(yīng)用于天然氣測(cè)量時(shí)，其精度也在慢慢提高，氣體超聲波流量計(jì)的研發(fā)也在以極快的速度發(fā)展起來(lái)。
根據(jù)流量計(jì)測(cè)量聲道數(shù)量不同，超聲波流量計(jì)分為兩種：?jiǎn)温暤篮投嗦暤懒髁坑?jì)，其中多聲道超聲波流量計(jì)測(cè)量時(shí)能夠采集到更多的速度信息，可以對(duì)單聲道流量計(jì)流速分布測(cè)量范圍小，流量校準(zhǔn)系數(shù)不確定性大以及對(duì)于復(fù)雜流場(chǎng)的適應(yīng)性差等問(wèn)題加以改善。
但是在實(shí)際測(cè)量時(shí)，超聲波氣體流量計(jì)的測(cè)量精度對(duì)流場(chǎng)的變化比較敏感，尤其是在安裝有彎管，閥門，三通管等結(jié)構(gòu)的管道內(nèi)，其流場(chǎng)會(huì)發(fā)生劇烈變化，從而引起較大的測(cè)量誤差。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員提出兩種解決方法：一種是在流量計(jì)的前端加裝足夠距離的長(zhǎng)直管段；另一種是加裝整流器。由于加裝長(zhǎng)直管段對(duì)于空間和成本的要求太高，而加裝整流器則是能在改善流場(chǎng)的情況下，對(duì)空間和成本的需求也不大，因此各研究機(jī)構(gòu)和公司都在進(jìn)行各種整流器的研制工作。
目前國(guó)內(nèi)很多高校和儀器儀表公司都在進(jìn)行氣體超聲波流量計(jì)的研究，并且研制出一批高精度超聲波流量計(jì)，但是目前國(guó)內(nèi)的研究多集中在單聲道流體超聲波計(jì)設(shè)計(jì)，并且多應(yīng)用在液體流體的流量測(cè)量，與國(guó)外水平還有較大的差距，伴隨著國(guó)內(nèi)各種氣體能源行業(yè)對(duì)氣體流量計(jì)的需求量的增加，研究氣體超聲波流量檢測(cè)技術(shù)，改善管道流體的流場(chǎng)環(huán)境，對(duì)高精度氣體超聲波流量計(jì)的研制具有重大意義。
