张彦楠，杨 彬

超声波流量计作为新兴流量计，具有精度高、非接触式测量和无流动阻挠等优点，在工业生产、能源计量、科学研究等领域越来越受重视[1].多声道超声波流量计测量流体流量时，通过在待测截面两侧布置多个换能器，精确地测量各声道上超声波沿水流顺向及逆向传播的时间差，最后用加权积分的方法计算出流体流量.

多声道超声波流量计在测量圆形管道流体流量时的数值积分方法已被广泛研究，如高斯—雅克比积分方法、OWICS（圆管最优权重积分），应用这两种积分方法，可以计算出多声道超声波流量计在圆形管道中测量流体流量时各声道的声道高度和权重系数.但是对于非圆管的数值积分方法却很少报道，而采用方形管道的超声波流量计已见报道[2]，所以研究多声道超声波流量计在方形管道上的数值积分方法十分必要.

1 管道内流量积分原理

时差法超声波流量计测量流体流量时，利用超声波在流体中传播时因顺水流和逆水流方向不同而传播速度不同的特点，测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值，从而计算流体流动的速度和流量[3].其测量原理如图1所示.

各声道测量得出的流体流速表达式可表示为

其中：v0，i表示第i条声路测得的流体轴向平均速度；Li表示第i条声道长度；α表示声道角；t2，i和t1，i分别表示第i条声道的逆流传播时间和顺流传播时间[4]；i表示声道数.

多声道超声波流量计在方形管道上的……