超声波流量计的历史
1928年德国人研制成功一台超声波流量计,并取得了专利。超声波流量计至今已有75年历史。
1955年首先应用于马克森(MAXSON)流量计测量航空燃烧油,这是一种基于声循环法的两组探头(换能器)组成的液体流量计。
1958年A.L.H-ERDRICH等人发明折射式探头,由于他们的研究可进一步消除由于管壁的交混回响所产生的相位失真,也为管外夹装提供了理论依据。
进入20世纪七十年代以后:
由于集成电路和锁相环路技术的发展,使超声波流量计得以克服以前的准确度不高,响应慢,稳定性与可靠性差等致命弱点,使实用的超声波流量计得以发展。
近20年来特别是近10年来,基于高速数字信号的处理技术与微处理技术的快速发展,基于新型探头材料与工艺的研究以及声道配置与流量动力学的研究,超声流量测量技术取得了长足进展,显示了强劲的技术优势,发展势头迅猛。
2000年在巴西召开的国际流量测量学术会议(FLOMEK-O‘2000)上共宣读学术论文集103篇,
其中直接涉及超声波流量计及超声波技术的论文20篇,约占论文总数的1/5。
在历次国际流量学术会议上,采用超声波流量计作为传递标准的文献愈来愈多,可见超声波流量计其潜在的巨大的生命力。
超声波流量计在今后市场的发展趋势
随着石油和天然气工业的强势增长,以及行业对于现场设备技术的逐步接受,超声波流量计的全球市场总额将在今后5年内以9.6%的复合年增长率 (CAGR)增长。
1、在石油和天然气领域快速普及
最近几年超声波流量计市场的增长,几乎都是由于这种产品在石油和天然气领域销量的增加而带来的。超声波流量计在这一领域的销量比以前将近翻了一倍。由于AGA9监护运输标准的推广,天然气的监护运输市场已经基本成形。在2003年到2005年间,监护运输量增加了三倍多,而这一领域占超声波流量计销售的5%。只有液体碳氢化合物监护运输的API和OIML标准在行业内得到推广,超声波流量计才能在这个领域普及。
2、超声波流量计具有高准确度和低成本
不论是从技术上还是从经济上看,超声波测量仪器都是流量测量的理想选择。通过多光束和数字信号处理技术,超声波测量仪可以实现很高的测量准确度。与传统的涡轮式仪表不同,它没有移动的元件,因此几乎不需要维修。而且,它也不会阻挡或者减慢管道中气体或者液体的流动。它能够准确地测量液态石油气产品的宽频,而不需像机械型技术那样得到验证。高灵敏度使其可以检测到管道中的任何泄漏,并可以测量和补充各种会影响监护运输领域中的测量准确度的变量。
3、亚洲和中东市场增长很快
亚洲和中东地区超声波流量计的增长幅度将会是很大的。中国和印度将会在基础设施和新工厂上大举投资。中国能源缺乏,为了寻找推动经济快速发展的能源,将会对其石油和天然气基础设施进行改造,并建立连接俄罗斯及其它地区供油商的管道。由于中东地区在石油和天然气生产中占有重要地位,这一地区仍然是超声波流量计供应商的沃土。这一地区亦将在数个大型发电及海水淡化厂上进行投资。相比之下,北美市场的增长则显得相对平淡,但由于这一地区在石油和天然气基础设施及工业自动化上的投资,北美市场亦具有可观的增长。
促进流量计发展的因素有哪些?
驱动因素据国际能源署(IEA)预测,从2007至2030年全球需要对能源基础设施累计投资26.0万亿美元(以2007年美元价值计)。其中,电力行业投资13.6万亿美元,占总投资额的52.3%。到2030年,世界许多地方的石油、天然气和电力的基础设施将需要更换。从长期来看,可预见的能源投资将给流量计在石油天然气和能源行业板块的应用带来不小的发展空间。
面临激烈的竞争环境,以及为了应对全球节能减排的诉求,各个行业用户更加关注生产工厂的运行效率,尽可能降低能耗,以提高竞争力。因此,大量的投资被用于提升工厂的自动化水平和现场数据的采集和实时监控,以提升工厂的过程控制效率。诸如,在石油天然气和能源行业,密闭传输设施中需要性能可靠的流体测量设备;化工和制药行业中需要高精准的流量计等,种种趋势必将带动传感器和现场设备(包括流量计)的发展。