本文叙述一种测量管道内污水的超声波流量计的创新设计方案,主要用于解决时差法测量污水流量精度不高的问题。本文首先建立了管道内含杂质污水运动的数学模型,运用FLUENT对管道内含杂质污水的运动做了仿真研究。然后采用一种通过统计各流量点下回波信号幅值比的方法来确定回波信号特征波,运用限幅滤波算法来降低随机干扰对流量测量精度的影响。最后在上述理论研究的基础上,设计制作了基于TDC-GP30计时芯片和MSP430F5438A芯片为核心的双声道超声波流量计的测量装置。通过FLUENT仿真结果说明:在污水杂质体积浓度为1%的情况下,管道内水流杂质粒径越大(100μm以内),杂质对小流量点的流量系数k影响越大;在管道内水流量大于60m~3/h以后,可以采用均值流量系数k直接参与流量计算;当管道内水流量小于60m~3/h时,不能采用均值流量系数k直接参与流量计算。在“南昌工贸水业有限公司”完成了对六个不同流量点分别20次实验测试,实验结果说明:阈值电压设定在400mV~450mV之间时,系统能够比较准确的确定回波信号的第三个波为特征波;完成了对10m~3/h流量点100次的实验测试,实验结果说明:限幅滤波算法能够有效的降低随机干扰对流量测量精度的影响;完成了超声波流量计的校准实验,实验结果说明:当管道内污水流量小于40m~3/h时,样机示值误差大于2%,但是当管道内污水流量在40m~3/h至300m~3/h之间时,样机的示值误差均小于2%。说明研制的超声波流量计基本达到了课题任务要求。本文所述的超声波流量计的原理和技术可用于研制杂质粒径100μm以内,体积分数在1%以下的大管径污水超声波流量计,例如:测量供热管道内排放的污水。本课题的成果对污水超声波流量计的发展有所贡献。