全球经济快速的发展一方面加速了城市化进程,使得人们的生活水平得以显著提高；另一方面却造成了严重的环境污染。近年来,雾霾天气频发,严重影响了人们的日常生活和身心健康。大气污染,主要是指工厂排放的烟尘、废气,汽车排放的尾气以及煤炭燃烧等因素造成的空气质量下降。因此,建立有效的烟道气体流量在线检测装置实时监测气体的排放量变得尤为重要。课题首先简要说明了气体流量检测的发展状况,对带矩形弯管的大口径烟道流场分布进行了具体研究。基于计算流体力学原理,运用GAMBIT软件建立三维烟道模型,在FLUENT软件中对模型进行数值模拟仿真,探究烟道内部流体的流动规律,并将仿真数据与实验室模拟烟道实流实验对比,建立烟道平均流速的修正函数,找出补偿系数。针对数值模拟结果,设计一套适用于大口径、矩形弯道且自带补偿功能的气体超声波流量测量装置。选用C8051F120单片机作为主控制器,完成了超声波收发电路、信号处理电路以及人机接口电路的软硬件设计,计算出的结果通过D/A转换成标准4-20mA电流信号输出,通过RS232串行通信接口与上位机进行数据传输,使超声波检测过程的自动控制,数据采集与数据存储得以实现。最后,采用互相关算法来对超声波信号进行处理,确保在强噪声干扰环境下能够检测到有效信号,以此来提高信噪比。