采用超聲波方法進(jìn)行流量檢測的方法應(yīng)用和發(fā)展在近一百年內(nèi),1912年,R. A. Fessenden首先發(fā)明了水下聲波換能器,使人們確定了采用聲學(xué)技術(shù)進(jìn)行流量測量的可行性。1928年9月,Rutten在一篇專利中提出了可以用聲波信號(hào)的傳播時(shí)間差來進(jìn)行流速測量,這是最早采用時(shí)差法測量流體流量的文獻(xiàn),但是由于當(dāng)時(shí)的時(shí)間測量技術(shù)達(dá)不到所需要的足夠高的測量精度,所以最終沒有能夠真正實(shí)現(xiàn)該方法。1939年,Irving Wolff等提出了使用相位法來進(jìn)行氣體流量測量,這對(duì)于超聲波流量計(jì)測量氣體流量方法的發(fā)展是一大進(jìn)步。在1945年,J. W. Gray提出使用時(shí)差法來測量氣體流速,為之后對(duì)于時(shí)差法氣體流量計(jì)的研發(fā)與制作奠定了基礎(chǔ)。但是由于時(shí)間測量技術(shù)問題,隨后的很長時(shí)間,超聲波流量計(jì)的研制都局限在實(shí)驗(yàn)室研究狀態(tài),沒有能夠進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用中去。
一直到20世紀(jì)70年代之后,隨著集成電子技術(shù)的迅速發(fā)展,時(shí)間測量精度得到了較大的提高,為超聲波流量計(jì)的研制提供了基礎(chǔ),科研人員研制出各種性能完善的超聲波流量計(jì),并大量應(yīng)用于實(shí)際場所。到了20世紀(jì)80年代之后,超聲波數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,使得超聲波模擬技術(shù)逐漸被其給替代,人們通過各種技術(shù)的應(yīng)用,進(jìn)一步提高了超聲波流量計(jì)在流量測量時(shí)的準(zhǔn)確度,其產(chǎn)品的種類和數(shù)量逐漸增加,在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用及比重也在慢慢增大。
1989年G. A. Jackson等人提出了采用多聲道的方式進(jìn)行超聲波流量測量的方法,相比較于傳統(tǒng)的單聲道超聲波流量計(jì),多聲道超聲波流量計(jì)的測量精度得到了提高。在這之后,多聲道(大于等于兩個(gè)聲道)超聲波流量計(jì)漸漸地進(jìn)入科研人員的研究范圍,其應(yīng)用也在慢慢增加。相比于單聲道流量計(jì)測量中采集速度信息不全面,流場適應(yīng)相差的問題,多聲道超聲波流量計(jì)能夠進(jìn)一步提高流量計(jì)測量精度。
我國研發(fā)超聲波流量計(jì)起步相較國外比較晚,但也取得了一定的成果,從20世紀(jì)60年代國內(nèi)以上海自動(dòng)化研究所和北京大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)為代表的開始研究超聲波流量檢測技術(shù),之后經(jīng)過二十多年的發(fā)展,國內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)通過引進(jìn)外國先進(jìn)技術(shù),加以學(xué)習(xí)改進(jìn),慢慢的開始生產(chǎn)出具有一定水平的超聲流量計(jì)。隨著國內(nèi)各種能源項(xiàng)目的實(shí)施,我國流量計(jì)行業(yè)正處于高速發(fā)展階段。目前國內(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量,與國外水平還有較大的差距。