四方光电超声波燃气表核心模块：突破技术壁垒，引领国产化进程

近年来，我国天然气的消费量的持续提升、阶梯气价政策的推行、信息技术进步，以及燃气运营商对燃气表智慧化管理服务水平需求的提升，燃气表市场规模持续扩大。

燃气表的技术水平不断提高，经历了湿式燃气计量表、膜式燃气表和智能燃气表发展的阶段。近年来，智能燃气表凭借其安全、可靠、功耗低、使用便捷、计量精准等优势，逐渐成为燃气表市场中应用需求增长速度最快的产品。超声波计量技术是燃气表行业未来技术发展发向之一，超声波计量技术通过安装于气体流向上下游的一对超声波传感器 发射、接收超声波，利用超声波信号沿顺流与逆流方向在气体介质中的传播时间差对 管道内气体流速进行测量，从而计算出管道内气体瞬时流量以及累计用气量。超声波 燃气表采用智能化、全电子式结构，具有量程宽、体积小、无机械运动部件耐磨损、 重复性好、压损小、安全性高等优点。

早在上世纪九十年代，英国、德国等国的多家燃气公司就已着手开发超声波燃气表。然而，受当时超声波探头、计时芯片、电子技术等因素的制约，其价格高昂，难以与传统膜式燃气表竞争。进入二十一世纪，超声波燃气表关键部件价格大幅下降，迎来了快速发展期。目前，国际上的超声波燃气表技术主要掌握在松下、西门子等公司手中，它们在超声波领域深耕多年，从流道结构、软件算法、超声波换能器及模块到整机，拥有众多专利。虽然国内已有多家燃气表公司开始研发超声波燃气表，但大多数厂家仍采用松下的超声波燃气表传感器方案。如何打造满足行业需求、经得起市场考验的国产化超声波燃气表？ 

四方光电早在2013年就开始在超声波燃气表领域进行前瞻性布局。为了满足行业需求，四方光电在超声波收发信号处理、温度补偿、气体成分干扰消除、超声波探测器自制等方面潜心研究并取得重要突破，开发了超声波燃气表核心模块。该模块基于超声波技术和TOF（time of flight)测量原理，通过观测超声波在燃气中的顺流与逆流的传播时间差来间接测量流体的流速，进而计算燃气瞬时流量、累计流量。

为进一步提高超声波燃气表模块性能并降低成本,四方光电通过对不同压电陶瓷片直径、厚度,基片的直径、厚度等进行有限元仿真分析,确定最优的探测器材料以及结构尺寸,并进行相应的工艺方案研发,实现高灵敏度超声波燃气表核心模块的自主生产，做到了体积小，计量性能稳定、灵敏度高、寿命长、免维护、可扩展性强。

四方光电的这一创新，不仅代表了国产燃气表技术的一次飞跃，更是我国智能制造实力的一次集中展现。随着四方光电等企业的不懈努力，国产超声波燃气表将在国际舞台上占据一席之地，为全球燃气计量领域贡献力量。