根據(jù)美國(guó)ARC咨詢(xún)集團(tuán)出版的有關(guān)“超聲波流量計(jì)全球展望”的新報(bào)道，新一代的超聲波流量計(jì)已經(jīng)克服了過(guò)去落后的技術(shù)，并成為監(jiān)控流量和控制流量的基準(zhǔn)技術(shù)。ARC咨詢(xún)集團(tuán)的研究室主任WilChin先生說(shuō)，超聲波技術(shù)將逐漸成為流量測(cè)量選擇的技術(shù)，不僅僅是對(duì)傳統(tǒng)流量技術(shù)的替代。Chin先生估計(jì)超聲波流量計(jì)產(chǎn)品市場(chǎng)將從2003年的大約4億多美元增長(zhǎng)到2008年的6億多美元，這將和全世界的電磁式流量計(jì)的銷(xiāo)售額相當(dāng)。

 技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了增長(zhǎng)

 技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了快速增長(zhǎng)及新供應(yīng)商的不斷出現(xiàn)。最近出版的《超聲波和相關(guān)流量計(jì)的選型指導(dǎo)》，書(shū)中列舉了全世界70多家超聲波流量計(jì)供應(yīng)商，其中50多家供應(yīng)商有自己的制造技術(shù)。該書(shū)的合著者之一DavidW.Spitzer先生指出：這些供應(yīng)商的大多數(shù)不是基于北美和西歐的傳統(tǒng)市場(chǎng)。一些重要的供應(yīng)商開(kāi)始在東歐、日本以及其它的亞洲國(guó)家，比如韓國(guó)、新加坡和中國(guó)等建立他們的市場(chǎng)。

 有兩種基本的超聲波流量計(jì)技術(shù)：多普勒頻移技術(shù)和時(shí)差技術(shù)。多普勒法超聲波流量計(jì)的工作原理是：通過(guò)測(cè)量在流體中不連貫聲音、泡沫、或微粒折射的聲波頻率偏移來(lái)測(cè)量流體的流速。當(dāng)有流量時(shí)，隨著流量的增加，頻率偏移也增加。時(shí)差法超聲波流量計(jì)的工作原理是：通過(guò)觀測(cè)超聲波在介質(zhì)中的順流和逆流傳播時(shí)間差來(lái)間接測(cè)量流體的流速。有流速的地方，時(shí)間差隨著流速的增加而增加。

 時(shí)差法超聲波流量計(jì)有單個(gè)或多個(gè)信號(hào)通道。一個(gè)時(shí)差法超聲波流量計(jì)的信號(hào)通道越多，它的精度就越高，也就是說(shuō)它的精度越接近一個(gè)電磁式流量計(jì)的精度。在石油和氣體應(yīng)用中的密閉輸送測(cè)量時(shí)，多通道時(shí)差法超聲波流量計(jì)已經(jīng)通過(guò)AGA、API、OIML的認(rèn)證。

 同樣，也有便攜式和半便攜外夾裝式時(shí)差法流量計(jì)以及多普勒法流量計(jì)。Chin先生說(shuō)，最初，外夾裝式流量計(jì)被看作是測(cè)試裝置，因?yàn)殡S著時(shí)間的流逝，超聲波耦合油脂會(huì)發(fā)生退化。E+H公司的新型超聲波流量計(jì)，它有一個(gè)傳感器座，不需要超聲波或者聲耦合油脂。有關(guān)在這個(gè)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)，按照Chin先生所說(shuō)，Caldon公司已經(jīng)發(fā)明了一種創(chuàng)新的耦合油脂，這種油脂不會(huì)發(fā)生退化（Caldon公司是在美國(guó)匹茲堡市的一家高精度時(shí)差法超聲波使用儀器制造商）。

 多普勒法流量計(jì)一直被應(yīng)用于特殊場(chǎng)合，多年以來(lái)，它們?cè)诳煽啃院推渌恍﹩?wèn)題破壞了它們的聲譽(yù)。多普勒法流量計(jì)，不管是插入式（濕敏傳感器），還是外夾裝式，主要應(yīng)用于廢水中的淤泥測(cè)量、挖泥和采礦中的高濃度泥漿測(cè)量。

 按照Spitzer先生所說(shuō)，對(duì)于外夾裝式流量計(jì)，不管是多普勒法式還是多時(shí)差法式，一個(gè)重要的問(wèn)題是：他們都不能對(duì)體積流量提供一個(gè)可跟蹤的準(zhǔn)確的信息說(shuō)明。Spitzer說(shuō)，超聲波流量計(jì)的性能說(shuō)明常常是以高參考精度為主。應(yīng)當(dāng)注意的是提到的典型精度是速度精度，不是測(cè)量的體積流量的精度。一個(gè)能測(cè)量速度且具有高精度的超聲波流量計(jì)，可能在測(cè)量體積流量時(shí)不具有高精度。

 外夾裝式流量計(jì)另外一個(gè)重要的問(wèn)題是管道襯里材料的不同，測(cè)量能力也不同。比如，瀝青襯里材料在聲學(xué)上比其它材料，如塑料有更好的性能。多年來(lái)，多通道時(shí)差法流量計(jì)一直應(yīng)用于大口徑管道中高品質(zhì)液體和氣體的測(cè)量及密閉輸送。這些裝置受通道幾何形狀的限制，主要應(yīng)用在大尺寸管道中，傳感器的數(shù)量也增加了成本。典型的多通道流量計(jì)的價(jià)格范圍在30000~40000美金，或者更高的價(jià)格范圍。ARC公司的Chin指出，德國(guó)Krohne公司是液體流量計(jì)的業(yè)內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)者，美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司是氣體流量計(jì)的業(yè)內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)者。

 以前，單通道時(shí)差法流量計(jì)在聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)中相當(dāng)普遍，但隨著時(shí)間的推移，性能高而且價(jià)格日益降低的電磁式流量計(jì)和渦流式流量計(jì)，使這些單通道時(shí)差法流量計(jì)的應(yīng)用越來(lái)越少。

     近年來(lái)，幾家制造廠商開(kāi)發(fā)出了新一代的聯(lián)軸節(jié)流量計(jì)，并把該裝置分類(lèi)為多功能多通道流量計(jì)。與石油和煤氣工業(yè)中應(yīng)用的高精度的多通道流量計(jì)相比，這些流量計(jì)的通道比較少，但是它有更高的精度。由于聯(lián)軸節(jié)流量計(jì)的聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)，它能被校準(zhǔn)到一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行體積流量測(cè)量，因此，相對(duì)于外夾裝式流量計(jì)，它有一個(gè)重要的進(jìn)步。西門(mén)子公司（Siemens）設(shè)計(jì)的流量計(jì)產(chǎn)品在臨時(shí)的定型水流斷面上配置了反射目標(biāo)。德國(guó)Krohne公司在他們的流量計(jì)產(chǎn)品中配置了三聲道設(shè)計(jì)，美國(guó)Controlotron公司也制造這種類(lèi)型的多功能多通道流量計(jì)產(chǎn)品。

多功能多通道流量計(jì)正在大量的銷(xiāo)售，作為所有容積式流量計(jì)類(lèi)型產(chǎn)品的置換物，包括電磁式流量計(jì)以及其它的裝置，如：透平流量計(jì)。這些產(chǎn)品，比如所有時(shí)差法超聲波流量計(jì)，它們的附加賣(mài)點(diǎn)是它們能測(cè)量絕緣流體和低傳導(dǎo)流體，而電磁式流量計(jì)不能測(cè)量這樣的流體。相對(duì)時(shí)差法超聲波流量計(jì)，這些流量計(jì)有許多新的重要的應(yīng)用。比如，Krohne公司聲稱(chēng)：他們公司的三聲道的多功能多通道流量計(jì)的應(yīng)用范圍是：含有固體雜質(zhì)的液體（最高可達(dá)5%）和含有低程度的氣泡的液體（最高可達(dá)2%）。Krohne公司說(shuō)，在與渦流式流量計(jì)產(chǎn)品二者擇一時(shí)，他們公司三聲道的測(cè)量傳感器的價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)力，在整個(gè)流程工廠中，這個(gè)產(chǎn)品允許單個(gè)流量計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。 與時(shí)差法超聲波流量計(jì)很相似的測(cè)量裝置是相關(guān)流量計(jì)。不是所有的相關(guān)流量計(jì)都是超聲波流量計(jì)，但至少有一類(lèi)時(shí)差法超聲波流量計(jì)認(rèn)為是相關(guān)流量計(jì)。Spitzer說(shuō)，相關(guān)流量計(jì)通過(guò)測(cè)量管道內(nèi)不同位置的參數(shù)來(lái)測(cè)量流體的速度。以超聲波流量計(jì)為例，一副傳感器固定在下游，一副傳感器固定在上游，并以交叉相關(guān)計(jì)算來(lái)確定流體的速度。其它的相關(guān)流量計(jì)，比如美國(guó)CiDRA公司研制的新型聲納陣列流量計(jì)，完全不是基于超聲波的流量傳感器。