超聲波流量儀表近年發(fā)展迅速，由于具有精度等級高、壓力損失小、量程比寬、適應(yīng)性強(qiáng)的特性，已成為公認(rèn)的優(yōu)越的流量測量解決方案。目前已成功應(yīng)用于國內(nèi)外水輪機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測、南水北調(diào)、西江引水等工程。基于時(shí)差法超聲儀表不能獲取橫截面的面平均流速，只能獲得聲波信號在傳播路徑上的線平均流速，推導(dǎo)出速度剖面分布內(nèi)測量值與理論值的關(guān)系，獲取K系數(shù)與雷諾數(shù)的變化規(guī)律。
在實(shí)際的現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境發(fā)現(xiàn)，超聲流量計(jì)上下游分別裝有同朝向彎頭結(jié)構(gòu)的工況最為常見。流體流過彎頭后，下游速度剖面分布畸變，被測區(qū)域處于非理想非對稱狀態(tài)，當(dāng)聲波路徑形式和積分計(jì)算不能較好抵消和補(bǔ)償這種速度偏移時(shí)，超聲流量計(jì)精確度將會對這種分布變得十分敏感，導(dǎo)致流量測量失真。因此需要尋找一種聲路布置方式，解決非理想安裝環(huán)境和速度畸變給檢定和實(shí)際應(yīng)用帶來的偏差。
何存富等對多聲路超聲流量計(jì)在彎管環(huán)境性能進(jìn)行仿真和試驗(yàn)分析，指出合適的安裝參數(shù)，雙斷面測量可降低橫流對測量的影響；王雪峰等對彎管模型的流場進(jìn)行理論和仿真研究，量化了超聲波流量計(jì)誤差的諸多影響因素；鮑敏等通過理論計(jì)算和CFD技術(shù)，獲得了特定彎管的管道內(nèi)部流態(tài)和相應(yīng)的流量系數(shù)曲線；GB/T 35138—2017《封閉管道中流體流量的測量渡越時(shí)間法液體超聲流量計(jì)》和ASME PTC 18—2011《水輪機(jī)和水泵-渦輪機(jī)性能測試規(guī)范》等中，關(guān)于聲波路徑方式指出，多斷面多弦位置分布，可改善流量測量對流態(tài)分布畸變的敏感性，有效消除或降低渦流以及橫流的影響。隨著流體仿真技術(shù)的發(fā)展，CFD逐漸成為超聲波儀表流場分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的手段。
