直管段長度對便攜式超聲流量計測量準(zhǔn)確度的影響
發(fā)布時間：2023-06-11 01:07:47來源：hseauto.cn來源：..
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由于安裝條件、生產(chǎn)需要等因素影響，現(xiàn)場大口徑水流量計不方便拆卸進行離線檢定的情況越來越多，便攜式超聲流量計具有便于攜帶、安裝方便、無壓力損失、無可動部件、穩(wěn)定性好等特點，在線校準(zhǔn)大口徑水流量計獲得較好應(yīng)用效果。實際應(yīng)用中，因工況條件等因素制約，直管段長度往往不能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，測量準(zhǔn)確度受到一定影響。
1 時差式超聲流量計工作原理
超聲波在流動的流體中，順流方向聲波傳播速度會增大，逆流方向則減小，同一傳播距離有不同傳播時間，利用順逆流超聲波傳播時間之差與被測流體流速之間關(guān)系可求得流速，并換算成流量，工作原理見圖1。
2 直管段長度影響試驗分析
利用我站現(xiàn)有的靜態(tài)質(zhì)量法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（擴展不確定度為0.03%，k=2）對試驗用便攜式超聲流量計（經(jīng)國家水大流量計量站檢定合格）開展相關(guān)試驗研究，分別在距離彎頭不同距離的情況下試驗分析直管段長度對測量結(jié)果的影響。試驗液體溫度為22.6℃、壓力0.129MPa-0.193MPa、密度997.58kg/m3，保持流體穩(wěn)定（穩(wěn)定度不大于0.15%），通過（4-20）mA電流信號采集超聲流量計所測流量瞬時值（或一段時間內(nèi)累積值），與標(biāo)準(zhǔn)瞬時流量對比，分析其影響量的大小，試驗數(shù)據(jù)見表1。
試驗條件：管道口徑：DN300;超聲流量計等級：GE公司1.0級;測量管道材質(zhì)：304不銹鋼;管道壁厚：5.50mm;管道外徑：1020mm;介質(zhì)：清潔水;閥門：蝶閥（全開），D為管道直徑。表1可知，在探頭后直管段長度滿足要求情況下，距離來液彎頭越遠，超聲流量測量值誤差越小，誤差變化呈非線性變化，距離來液彎頭10D，試驗流量最小誤差為-0.10%;某一固定點上，流量越大，誤差也越大，如距離來液彎頭5D，試驗流量最大誤差為-0.90%，最小誤差為-0.66%。后又經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，在探頭后直管段長度滿足要求情況下，距離來液彎頭閥門越近，誤差越大，如管道口徑DN200，距離來液彎頭閥門0.5D處，超聲測量值誤差為10%;隨距離來液彎頭閥門增大，誤差由正向負方向偏移而后又向正方向偏移。
綜上所述，從便攜式超聲流量計的特點及參數(shù)對其測量結(jié)果影響分析可知，不同直管段長度會對便攜式超聲流量計測量結(jié)果產(chǎn)生不同影響，對測量結(jié)果的誤差最大可達-18.75%（試驗范圍內(nèi)）。因此，在利用便攜式超聲流量計開展在線校準(zhǔn)、測試時需現(xiàn)場滿足一定安裝條件并通過精確實測及嚴(yán)格安裝來控制。由于試驗室條件限制，便攜式超聲流量計還有其他影響因素尚待進一步探討，如超聲流量計的交叉干擾、電磁干擾、流體溫度變化等。
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