118信息：理论与观点信息记录材料2022年12月第23卷第12期0引言目前我国水表市场以机械水表为主。机械水表内部安装有运动计量部件和机械计数装置，压力损失大[1]；由于磨损等因素使得水表的检测准确度和重复性指标难以长期保持，检测可靠性差，使用寿命短；机械水表的非线性特性校正困难；机械水表功能单一，本身不具备数据远传功能，也无法实现数字化管理[2-3]。超声水表是一种利用超声波测量流量的仪器。超声水表的种类很多，其实现原理有多普勒法、波束偏移法、噪声法、传播频率差法等[4-5]。多普勒法主要应用于含有杂质及泡沫的流体上，其精度通常较低。相关信号随机性强，对换能器的性能要求高，且成本较高。波束流偏移方法适用于高流速环境，在低流速条件下精度较低。噪声法适用于流量噪声较大的流体。传递频率差法是用超声波在上游和下游传递时所形成的速度差来进行流速计算。传递频率差法又分为均时差法、频差法和相位差法，它们都分别通过用超声波的上下游时间差、频差和相位差进行流速计算。频差法电路特性并不稳定，而相位差法易受环境温度影响。但应该说明的是时间差法由于原理简便、计量精确而获得了普遍的使用。自2003年国产超声水表诞生以来，以其三高一低的特点（高精度、高量程比、高性价比、低始动流量）[6-7]，逐渐受到自来水公司客户的接受，目前已广泛应用于分户计量。本文将结合户用超声水表的高量程比、易安装、抗冰冻、防自转、低功耗、高防护等方面的最新技术进展，阐述超声水表技术特点及优势，对超声水表设计制造与使用中的相关问题展开探讨。1超声水表的工作原理超声水表以声波信号在流体中的传播时间与流量的对应关系为基本原理[8]，通过测量沿管道流动方向的顺程、逆程传播时间差，计算流体流速和流量。户用超声水表采用U型反射原理[9]，在不改变水流的流向的前提下在水表管道内嵌了两个具有一定角度的反射片，同时在管道的一侧放置两个换能器，并且换能器的中点和反射片的中点在同一直线上。当反射的换能器发出超声波后先由正下方的反射面反射，再以平行于管道的方向入射到接收换能器下方的反射片，最后才由另一个换能器接收。这种换能器的安装方式对角度的要求不高，同时又能增加超声波的传播路程，目前是国内外的民用超声水表使用最多的换能器布置方式。超声水表结构示意如图1所示。图1户用超声水表测量原理示意图超声波在被测介质中正、逆程传播时间分别为t12和t21，并由时间差法推导流量，计算公式如下：t12=tAB...
