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相 關(guān) 流 量 計 的 研 發(fā) 歷 史 可追 朔 到 上 世 紀(jì) 五 十 年 代。 英 國Butterfield 等人首先發(fā)現(xiàn)運動鋼帶表面微小凹凸所引起的機械隨機信號，并提出實現(xiàn)了鋼帶運動速度的相關(guān)測量系統(tǒng)。此后，相關(guān)測量理論得到很大發(fā)展，形成了很多相關(guān)測量技術(shù)。相關(guān)流量計測量原理相關(guān)流量計實際上是流速測量系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)及測量原理如圖 1 所示。

圖中上下游安裝的傳感器對流體隨機擾動信號分辨特性必須一致。當(dāng)流體沿管內(nèi)流動時，常有湍流渦漩不斷產(chǎn)生和衰減；層流面層分離速度不均勻；混合相流體中各離散相空間分布呈隨機狀態(tài)等，都會對傳感器發(fā)出的能量束（如光束）或它們所形成能量場（如電場、磁場等）產(chǎn)生隨機的幅值、角值、相位實施調(diào)制或混合調(diào)制，并使它們相應(yīng)的物理量（如電位、電流、頻率、磁感應(yīng)強度等）發(fā)生隨機變化。通過解調(diào)、放大、濾波電路，可將上下游傳感器之間隨機擾動變化信號X(t)、Y(t) 取出。若上下游傳感器所處的兩隨機擾動區(qū)互為交集，即安裝距離 L 足夠短時，可認為 X(t)與 Y(t) 數(shù)值相似（參見圖 2，即存在繼承性），僅存時間差△ t, 將X(t)、Y(t) 作相關(guān)運算，即：互相關(guān)函數(shù) RXY(τ) 積分幾何圖形的峰值 τ0 可作為時間差△ t的量度。

當(dāng)管道內(nèi)流體流動滿足 “凝固”流動圖形假設(shè)時，即流體流過上下傳感器之間，既通過兩隨機擾動敏感區(qū)時， 其邊界條件始終保持一致。此時的流體流動相關(guān)速度 υc 可用下式求出：其體積流量和質(zhì)量流量分別為：相關(guān)流量計目前存在的問題按測量原理看，相關(guān)流量計可測介質(zhì)范圍極廣，且由于被測管內(nèi)不設(shè)任何阻流部件，無壓損現(xiàn)象，研發(fā)前景可觀，但目前存在以下問題。① 所 謂“ 凝 固” 流 動 圖 形 只是假設(shè)。實驗結(jié)果表明，隨機擾動敏感區(qū)的邊界條件時時變化，無論兩傳感器安裝距離如何短，兩區(qū)也不能保持互為補集。積分幾何圖形的峰值 τ0 是一隨機量，相關(guān)速度υc 和峰值 τ0 為函數(shù)關(guān)系，因此，流量測量準(zhǔn)確度難以保證。②大量實驗表明，“凝固”流動圖形假設(shè)對單相流相關(guān)測量系統(tǒng)符合。③傳感器的安裝位置應(yīng)根據(jù)傳輸信號性質(zhì)進行單臺現(xiàn)場標(biāo)定，不具互換性。④由流體流動狀態(tài)變化，將對測量準(zhǔn)確度造成影響。