李少华 李云龙

（丹东源声中科电子有限公司，丹东 118002）

1 研究背景

流量是工业生产过程中的重要参数，流量测量数据是企业进行生产自动化控制、进行经济核算的重要依据。随着工业检测领域对流量检测仪表的性能要求越来越高，现有的常规流量计，如基于差压式、容积式、涡街式、电磁式、超声时差法和多普勒频移法原理的流量仪表，由于在不同程度上受限于流体的物理性质、流体流动的特性、安装工艺条件、维护需求及经济性等原因，不能完全适用于复杂的管道流体应用环境。随着声呐检测技术的发展，研发高可靠性、高精确性的声呐在线流量计，成为市场的迫切需求。

对现有流量检测产品应用效果的调查显示，近20%的流量计因无法适应工业复杂应用环境条件，无法满足工艺生产过程质量和计量需求。声呐流量计正是瞄准工业复杂应用环境而开发的一种流量检测高端产品，利用被动声呐检测分析原理，实现对工业生产过程的非接触测量，可应用于常规流量计无法准确检测的领域。

2 声呐流量计测量原理

声呐流量的传感器计由柔性压电PVDF薄膜制成，其围绕圆管周围沿流体流动方向等距包裹应变测量，组成线性应变测量阵列。圆管内流动的流体由于自身流体粘性和管壁粗糙，在雷诺数大于一定数值时产生湍流，湍流内的涡团由大涡到耗散涡的耗散分布产生了湍流的能量谱或波数谱。如图1所示，涡团的脉动在管壁内形成切向应变，通过圆管壁传递由应变测量传感器阵列接收并检测到，由此得到管内流体的湍流信号。……