随着工业信息化发展进程的不断加快以及流量检测技术的不断提高,超声波流量计以其非接触、检测范围广、适用性好的特性在市场逐渐占据重要地位。但传统的超声波流量计在检测时由于忽略了管内横流断面的面积变化情况,导致在实际流量检测应用中得到的结果存在相应误差。为了进一步提高流量计的检测精度,顺应市场实际检测需求,同时提高流量计的适用性,本文研制了一种基于横流断面的工业管道流量检测系统。基于目前国内外超声波及超声波流量计应用的研究基础,通过分析超声波液位、流速、流量及断面面积的检测原理,本系统以超声波回波液位测量原理为核心检测方法,通过测量超声波在管道内的飞行时间,进而转换为相应的管内流体液位值,从而获得流体介质的实际横流断面面积,再结合流速计所测量得到的管内流体流速值,最终获得精确的流量值。首先设计系统整体检测模型,并使用COMSOL Multiphysics物理场仿真软件对系统方案进行验证以及确定系统相关参数:其次,规划系统实现方案,设计了以STM32结合FPGA的控制模块和其他硬件电路模块,并使用Multisim软件进行了电路功能逻辑分析;然后编写核心控制程序并设计开发出了配合检测使用的上位机软件系统,实现包括软件系统管理、检测参数配置、实时检测数据监测以及检测数据可视化等功能;最后,在实验室搭建检测平台,分别进行软件和硬件独立测试后对系统进行整体测试,通过测量不同液位高度以及管内不同断面面积占比时的检测误差,并与传统流量计测量误差进行比对,得出结论并分析。经过测试,本系统完成了系统设计目标,解决了传统流量计实际工业检测误差大的问题,进一步提升了流量检测精度,整个检测系统工作稳定、检测过程迅速、适用范围广,满足超声波流量计实际工业管道检测的需求。