张学雷文献综述 2

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1、江苏大学 本科毕业设计（论文） 文献综述   论文题目 ： 医用超声流量计标定气体流量控制系统的设计    院 （系）：   电气学院  专    业：       生物医学工程           姓    名：张学雷               学    号：      3100505028           指导教师：   和卫星                        完成日期：      2014年3月10号前言：随着经济的迅速发展,冶金、化工等各部门对气体大流量的精确测量要求

2、日益迫切,以达到进一步实现节能、安全生产及控制污染等目的。为了满足气体流量测量不断提高的要求,超声波技术被应用于气体流量检测,于是国际上就出现了一种新兴的气体流量仪表——超声波气体流量计。超声波气体流量计是通过测量超声波脉冲沿顺、逆流两个方向上声传播时间不同来测量气体的流速和流量的新技术。由于它对流体无阻力,无压力损失,受流体物理性质限制少,以及使用简单等特点,备受业界关注,具有很大的前景。超声波气体流量监测是最近十年来发展起来的一种新的气体检测方法，随着城市煤气、天然气应用的逐步普及和工业生产

3、的现代化，特别是国内正在实施的重大供西气东输，精确测量气体流量至关重要，在这样一个背景下，超声波气体流量计也日益受到人们的关注。用超声波测量气体流量从原理上件比较简单，而且超声波气体流量计相对于气体流量计而言有很多优势如可干标、量程宽、可自我症断等，但由于流量计现场测量的复杂性，各种因素如流畅场分布的变化、换能器性能的好坏等对流量计精确有一定影响，因此到目前为止让有很多问题尚未解决。本文主要讨论超声流量计标定气体流量控制系统的设立，能够实现对气体流量及压力自动控制。主题：1.国内外发展史及研究现

4、状由于超声波气体流量计具有许多传统流量计所无法相比的优点，如精度高、量程比大、可测范围大、无压损、可测双向流量等等，近年来在流量计量领域，备受国内外工程界的关注。在天然气输送工程，城市煤气输送工程等工程应用和国际贸易中，超声波气体流量计有着非常广阔的应用前景，甚至有后来居上取代传统流量仪表的趋势。超声波流量计研究已经有近80年的历史。1931年Rutten发表的德国专利是关于利用声波测量管道流体流量最早的参考文献。在1957年左右Grosso作了关于超声流量计发展的一些评述。20世纪30年代首先

5、研制出传播时间法中的相位差超声波流量计，但是商品化未获成功;50年代开发频差法的MAXSON流量计，用于测量航空燃料，标志着超声波流量计已经从研究阶段进入了应用阶段。前苏联在这方面的研究是独立进行的，其第一台超声波流量计出现在1956年，设计师是Z.M.Shafranovskaia,1957-1959年间N.I.Brahzikov和GI.Birger也进行了这方面的工作。60年代出现了大量有关超声波流量计的专利申请，在60年代末出现了多普勒效应的超声波流量计，进入70年代随着电子技术的发展，流量

6、计的性能开始日趋完善，开始进入应用阶段，理论上的研究也随着超声波流量计的推广而逐渐增多。目前，国外针对超声波气体流量计展开的研究工作主要集中在美国、加拿大、荷兰等国家、主要的研究机构包括美国的西南研究所、Danniel公司、荷兰的Instromet公司、德国的Elster,Kerhne公司等。虽然超声波流量计的发展己经具有60多年的时间，但是整体上并没有在流量计领域占据多大的份量，行业的发展也没有任何标准规范，取而代之的是各个厂家的独立标准。到了20世纪90年代，超声波流量计在气体计量领域的迅速

7、发展暴露了缺乏统一标准带来的各种问题。面对这种情况，1998年国际标准化组织ISO发布了ISO/TR12765《用时间传播法超声流量计测量封闭管道内的流体流量》，这个标准偏向液体的流量测量。与之对应，美国气体工业联合会(AmericanGasAssociation,A.GA.)1998年颁布了第9号报告《用多声道超声波流量计测量天然气流量》，总结了超声波流量计在天然气流量测量领域的阶段性研究成果。我国在超声波流量计标准设立上要略晚一些，2001年，我国参照上述两个报告，制定了气体超声波流量计用于

8、天然气流量测量的国家标准GB/T18604-2001《用气体超声流量计测量天然气流量》。这些标准的发布对于规范和促进超声波气体流量计的发展起到了很大的作用。国外对于超声波气体流量计的研究不超过20年[，近几年发展势头甚为迅猛，2000年在巴西召开的“FLOMEKO2000第十届流量测量国际学术讨论会”上，重点讨论了超声波流量计，该方面的论文数占总论文数的29.4％，接近1/3；而历届讨论最多的有关压差式的论文仅占17.6％，不再成为热点。由于超声波在通过气体时的阻力（气阻）要比在液体和固体中大得