四方光電超聲波燃氣表核心模塊：突破技術(shù)壁壘，國產(chǎn)化進程

來源：四方光電股份有限公司 2025年04月29日 11:27

近年來，我國天然氣的消費量的持續(xù)提升、階梯氣價政策的推行、信息技術(shù)進步，以及燃氣運營商對燃氣表智慧化管理服務(wù)水平需求的提升，燃氣表市場規(guī)模持續(xù)擴大。

燃氣表的技術(shù)水平不斷提高，經(jīng)歷了濕式燃氣計量表、膜式燃氣表和智能燃氣表發(fā)展的階段。近年來，智能燃氣表憑借其安全、可靠、功耗低、使用便捷、計量精準等優(yōu)勢，逐漸成為燃氣表市場中應(yīng)用需求增長速度的產(chǎn)品。超聲波計量技術(shù)是燃氣表行業(yè)未來技術(shù)發(fā)展發(fā)向之一，超聲波計量技術(shù)通過安裝于氣體流向上下游的一對超聲波傳感器發(fā)射、接收超聲波，利用超聲波信號沿順流與逆流方向在氣體介質(zhì)中的傳播時間差對管道內(nèi)氣體流速進行測量，從而計算出管道內(nèi)氣體瞬時流量以及累計用氣量。超聲波燃氣表采用智能化、全電子式結(jié)構(gòu)，具有量程寬、體積小、無機械運動部件耐磨損、重復(fù)性好、壓損小、安全性高等優(yōu)點。

早在上世紀九十年代，英國、德國等國的多家燃氣公司就已著手開發(fā)超聲波燃氣表。然而，受當(dāng)時超聲波探頭、計時芯片、電子技術(shù)等因素的制約，其價格高昂，難以與傳統(tǒng)膜式燃氣表競爭。進入二十一世紀，超聲波燃氣表關(guān)鍵部件價格大幅下降，迎來了快速發(fā)展期。目前，國際上的超聲波燃氣表技術(shù)主要掌握在松下、西門子等公司手中，它們在超聲波領(lǐng)域深耕多年，從流道結(jié)構(gòu)、軟件算法、超聲波換能器及模塊到整機，擁有眾多。雖然國內(nèi)已有多家燃氣表公司開始研發(fā)超聲波燃氣表，但大多數(shù)廠家仍采用松下的超聲波燃氣表傳感器方案。如何打造滿足行業(yè)需求、經(jīng)得起市場考驗的國產(chǎn)化超聲波燃氣表？

四方光電早在2013年就開始在超聲波燃氣表領(lǐng)域進行前瞻性布局。為了滿足行業(yè)需求，四方光電在超聲波收發(fā)信號處理、溫度補償、氣體成分干擾消除、超聲波探測器自制等方面潛心研究并取得重要突破，開發(fā)了超聲波燃氣表核心模塊。該模塊基于超聲波技術(shù)和TOF（time of flight)測量原理，通過觀測超聲波在燃氣中的順流與逆流的傳播時間差來間接測量流體的流速，進而計算燃氣瞬時流量、累計流量。

為進一步提高超聲波燃氣表模塊性能并降低成本,四方光電通過對不同壓電陶瓷片直徑、厚度,基片的直徑、厚度等進行有限元仿真分析,確定的探測器材料以及結(jié)構(gòu)尺寸,并進行相應(yīng)的工藝方案研發(fā),實現(xiàn)高靈敏度超聲波燃氣表核心模塊的自主生產(chǎn)，做到了體積小，計量性能穩(wěn)定、靈敏度高、壽命長、免維護、可擴展性強。

四方光電的這一創(chuàng)新，不僅代表了國產(chǎn)燃氣表技術(shù)的一次飛躍，更是我國智能制造實力的一次集中展現(xiàn)。隨著四方光電等企業(yè)的不懈努力，國產(chǎn)超聲波燃氣表將在國際舞臺上占據(jù)一席之地，為燃氣計量領(lǐng)域貢獻力量。

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