摘要(yào):流量測量(liang)是影響水(shuǐ)輪機效率(lǜ)測試精度(dù)最主要🏃🏻的(de)因素。大管(guan)徑流量測(cè)量的方法(fǎ)主要采用(yòng)超聲🤟波法(fǎ)✌️，然而，其測(ce)量精度及(jí)🈲誤差構成(cheng)尚無有效(xiao)的校🚶‍♀️驗方(fang)法🏒。結合時(shi)差法超聲(sheng)波流量計(ji) 的測流原(yuán)理,推導得(dé)到流量綜(zong)合誤差,建(jiàn)立測流誤(wù)差描述🚶‍♀️模(mo)☎️型。提出一(yī)種基于流(liú)量測量理(lǐ)想系統來(lái)進行誤差(cha)🔅分析的量(liàng)化方法,爲(wei)超聲波測(ce)流系統的(de)💞誤差分析(xī)與控制提(tí)供一種新(xin)的途徑。通(tong)過測流.理(li)想系統對(duì)超聲波測(cè)🐕流精度的(de)影響因素(sù)進行仿真(zhēn)研究，分析(xī)了各項參(cān)數測量誤(wù)差對系統(tǒng)綜合誤差(chà)的影響，針(zhēn)對影響較(jiao)大的主導(dao)因素提出(chu)了相關修(xiu)正方法,并(bing)對系統🔞綜(zōng)合誤差的(de)控制♉進行(hang)了分析。最(zuì)後搭建實(shi)驗系統進(jin)🌈行研究,實(shí)驗結果初(chu)步驗證了(le)該方法的(de)有效性。
0引(yǐn)言
　　水輪機(jī)效率是水(shui)電站經濟(ji)運行的基(jī)礎數據。國(guo)際電工委(wei)員會推薦(jiàn)的熱力學(xué)法“在國内(nèi)魯布革電(diàn)站進行過(guo)嘗💘.試四,其(qi)實施難度(dù)較大。影響(xiǎng)水輪機效(xiao)率🆚測試精(jing)度的主要(yào)因素是流(liu)量測量,特(tè)别是大管(guan)徑流量測(ce)量。目前,大(dà)管徑流量(liàng)測量的方(fāng)法主要是(shì)超聲波法(fǎ),測量原理(lǐ)應用最多(duo)的是時差(chà)法時差法(fa)測流原理(lǐ)簡學直觀(guan),但要提高(gāo)測流精度(dù)涉及因素(sù)較🏃🏻複雜7-四(sì),而且實驗(yàn)所得數據(ju)本身就存(cún)在誤差,測(cè)流🌈誤差的(de)校驗尚無(wú)簡單有效(xiào)的方法,因(yin)此研究相(xiàng)關因素的(de)影響并有(you)針對地進(jin)行優化和(he)控制對提(ti)高測量精(jing)度十分必(bì)要。
　　目前,對(dui)測流精度(du)影響因素(su)已基本取(qǔ)得共識。超(chāo)聲波測:流(liú)誤差的原(yuán)因主要有(yǒu)3個方面:1)斷(duan)面流速均(jun)勻計算造(zao)成的誤差(chà);2)超⛷️聲波🧑🏾‍🤝‍🧑🏼傳(chuan)感器安裝(zhuang)和測量精(jīng)度造成的(de)誤差(聲音(yīn)傳播信号(hao)是否能被(bei)傳感器正(zheng)确☂️收到,聲(sheng)路長度和(he)聲路角的(de)測量誤差(chà));3)環境及介(jiè)質對超聲(shēng)波流☀️量計(jì)時間計算(suàn)造成的誤(wù)差。目前的(de)研究基本(ben).上都是圍(wei)繞這3個方(fāng)面展開的(de)。分析了影(ying)響測量精(jing)度的因素(sù),對溫度、流(liú)速和管道(dào)内置反射(shè)片所✍️造成(chéng)的測量誤(wu)差進行了(le)分析,提出(chu)🌂了具體的(de)誤差修正(zheng)補償方法(fǎ),但其反射(she)片安裝在(zài)流體内部(bù),對流場可(kě)能有影響(xiǎng)且不便👉測(cè)量操作;楊(yáng)志勇等中(zhōng)在推導流(liu)量計算公(gong)式的基礎(chǔ)上得出影(yǐng)響測量結(jié)果✏️的主要(yào)因素，有針(zhēn)對性的提(tí)出了延長(zhǎng)聲波法、溫(wēn)度補償法(fǎ)、流🏃🏻‍♂️量修正(zhèng)法、系統集(jí)成化👌設計(ji),但其重點(diǎn)在信号處(chu)理上且針(zhēn)對小管徑(jing)進行分析(xī);楊聲将等(děng)對噪聲、髒(zang)污、壓力及(jí)溫度測量(liang)對📱超聲波(bo)流量計計(ji)量🤩系統性(xìng)能的主要(yao)影響因素(sù)以及控制(zhì)對策進行(hang)了分析探(tan)讨,但實驗(yan)現場仍♉不(bu)能滿足相(xiang)關要求,造(zào)成儀器測(cè)量的不正(zheng)确性;耿存(cun)傑等以🚩主(zhu)要介紹了(le)利用實驗(yàn)室現有的(de)液體流量(liàng)标準裝置(zhi),對超聲波(bo)流量計 在(zài)不同管道(dào)材質、不同(tóng)管徑的條(tiao)件下進行(háng)流量系數(shu)✉️的修正,但(dàn)條件變化(hua)時需重新(xin)進行标定(dìng),不便于使(shi)用。
　　本文讨(tǎo)論了造成(cheng)超聲波流(liu)量計測流(liú)誤差的影(yǐng)響因素,推(tuī)導得到流(liu)量綜合誤(wù)差,提出一(yi)種基于流(liú)量測量理(li)想系統💘進(jin)行誤差分(fèn)析的量化(hua)方法,分析(xi)了單個因(yin)素對流量(liang)相對誤差(cha)的影響程(cheng)度,針對主(zhǔ)導因素給(gěi)出🔞了相應(ying)的修正方(fang)法，最後對(dui)綜合誤差(chà)的🙇‍♀️控制進(jin)行了分析(xī)，爲流量的(de)修正提出(chu)了新思路(lù)。
1時差法超(chāo)聲波流量(liàng)計工作原(yuán)理
　　超聲波(bo)流量計測(ce)量系統最(zuì)常用的測(ce)流原理是(shì)“時差法”。超(chāo)聲波換能(néng)器采用的(de)是管外“Z"型(xing)安裝方式(shì)，測量原理(li)如圖1所示(shi)。探❓頭1發射(she)信号,信号(hào)穿過管壁(bì)1、流體、管璧(bi)2後被另一(yī)側的探頭(tóu)2接收到;在(zai)❓探頭1發射(shè)信号的同(tong)時探頭2也(yě)發出同樣(yang)的信号,經(jing)過管壁2、流(liú)體、管壁1後(hòu)被探頭1接(jiē)收到;由于(yú)流體流速(su)的影響超(chao)聲㊙️波在順(shùn)流和逆流(liú)情況下的(de)傳㊙️輸時間(jian)t1和t2不同，因(yin)此根據時(shi)間✍️差便可(ke)求得流速(su),進而得到(dao)流量值。
 
　　如(rú)圖1所示，記(ji)管道内徑(jing)爲D.超聲波(bō)在水中聲(sheng)速爲c,超聲(sheng)波傳播❓線(xiàn)路上的流(liu)體流速爲(wèi)v,聲路角爲(wèi)θ,超聲波在(zai)換能器和(he)管壁中⭐的(de)總♌傳播時(shí)間7τ0，則順流(liú)、逆流傳播(bō)時,超聲波(bo)傳輸時間(jiān)爲:
 
　　時差式(shì)超聲波流(liu)量計測量(liang)通常采用(yong)的是超聲(sheng)波傳播路(lu)徑上💋流體(ti)的線平均(jun)流速,而實(shí)際管道橫(heng)截面上的(de)流速分布(bù)是呈抛🆚物(wù)線形态的(de)，這就造成(chéng)了斷面流(liu)速計算造(zao)成的🌍誤差(chà),具💜體如圖(tú)✨2所示。
 
　由圖(tu)2可知,流體(tǐ)線平均流(liu)速0與截面(miàn)平均流速(su)VD存在以下(xia)關系:
 
　　大管(guan)徑超聲波(bō)流量計的(de)現場校驗(yàn)試驗比較(jiào)困難,其流(liú)量測🚩量本(běn)身就存在(zài)一-定誤差(chà),采用試驗(yàn)驗證方法(fǎ)❌是沒有意(yi)義的。本文(wén)提出一種(zhong)基于理想(xiang)系統的驗(yàn)證方法,即(jí)按超聲🌈波(bo)測流的布(bù)置🌈形式.給(gěi)出理想條(tiáo)件下💜的參(can)數值,假設(she)存在參數(shù)測量誤差(cha),按上🐪述公(gong)式進行計(jì)算,得到各(ge)項參數對(duì)流量測量(liàng)誤差🈲的影(yǐng)響程度.進(jin)而分析得(de)到影響流(liu)量測量誤(wu)差的主導(dao)因素,再進(jin)行📐誤差修(xiu)正。
　　設置一(yi)個理想系(xì)統:被測流(liu)體爲清水(shui)，管道内徑(jing)爲D=3.00m,超聲波(bo)流量計安(an)裝角爲θ=40°,水(shui)體溫度t=20℃,超(chao)聲波傳播(bō)速度爲c=1485.00m/s,流(liú)體截面平(ping)均流速vD=4.00m/s.流(liú)量爲Q=28.26m3/s。理想(xiang)條件下時(shí)間🙇🏻測量儀(yi)器精度☎️完(wan)全達到要(yào)求時得到(dao)的時間差(cha)爲△t=1.30x10-5s。
2單因素(sù)誤差分析(xi)
　　由式(6)知流(liu)量與管道(dào)内經D、聲路(lu)角θ、超聲波(bō)在水中的(de)速度c、及❌流(liú)量系數K有(yǒu)關,因此流(liú)量測量中(zhōng)重點考慮(lǜ)☀️這4項因素(sù)。
　　根據間接(jie)測量的誤(wù)差理論,對(duì)式(6)做變換(huan)可得流量(liàng)🚩的絕對誤(wù)差👉σQ,爲:
 
　　将式(shì)(6)代入式(7),可(kě)得:
 
　　式中:σx表(biǎo)示變量{D,θ,c,K}的(de)絕對誤差(cha)。
　　在超聲波(bo)流量計安(ān)裝完成後(hou),取理想條(tiáo)件所對應(ying)的各參❌數(shù)值🌍爲基值(zhí)。将式(8)兩邊(biān)同時除以(yǐ)Q,化簡整理(lǐ)後得💜相對(duì)✉️誤差🧡爲:
 
　　管(guan)徑測量精(jīng)度一般能(neng)達到0.1%,按相(xiàng)關倍數取(qu)值得到不(bu)同管徑誤(wù)差σ0D時的流(liu)量誤差如(rú)表1所示。
 
　　由(yóu)式(10)可知，管(guan)徑的相對(dui)誤差會造(zao)成1倍的流(liú)量相對誤(wu)差,由此可(ke)💛見理論.上(shàng)管徑誤差(chà)對流量誤(wu)差有着較(jiào)大的影響(xiǎng)。在實際工(gong)程應用中(zhōng),大管徑的(de)測量誤差(chà)較小，例如(rú)，管徑爲3.0m,測(ce)✂️量誤差爲(wei)±0.05%時,誤差絕(jue)對值爲☁️±1.5mm,而(ér)實際測量(liàng)時，誤差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼絕(jue)對值遠小(xiao)于±1.5mm。對照😍表(biǎo)1可知，管徑(jing)測量誤差(chà)🥰造成的流(liú)量誤差能(néng)控制在遠(yuan)小于±0.1%以内(nèi)，并且鋼管(guǎn)結垢現象(xiang)也不太✔️明(ming)顯,因此管(guǎn)道測量☂️精(jing)度的影⚽響(xiǎng)可以先忽(hū)略。
2.2聲路角(jiao)誤差
　　由式(shi)(6)可知，當聲(sheng)路角測量(liàng)存在誤差(cha)σθ時，流量相(xiàng)對誤差♊爲(wèi):
 
　　分别取不(bú)同聲路角(jiǎo)θ和聲路角(jiǎo)誤差σθ,得到(dào)的流量相(xiang)對🏃🏻誤差如(rú)表2所示。
 
　　聲(shēng)路角爲40°時(shi),0.5°的聲路角(jiǎo)誤差造成(cheng)的流量相(xiàng)對誤差能(neng)🈲達到🐕1.78%左右(you)的,1°的誤差(cha)造成的流(liú)量誤差高(gāo)達3.6%,随着聲(sheng)路角誤🚶‍♀️差(chà)的增大流(liu)量相對誤(wu)差增長也(ye)較爲明顯(xiǎn)。同--聲路角(jiao)誤差下θ=30°和(hé)θ=60°時的流量(liang)相對誤差(cha)相近，與🌂兩(liang)者相比θ=40°時(shi)的誤差較(jiao)小，因此⭐,初(chu)步推斷存(cún)在一個✂️最(zuì)佳聲路角(jiao)📐使得流量(liàng)相對誤差(chà)最小。
2.3聲速(su)誤差
　　聲速(sù)會随溫度(du)變化而變(bian)化,根據威(wēi)拉德研究(jiu)給出🌈的♉水(shui)聲速與溫(wēn)度關系式(shì)”得到标準(zhun)大氣壓下(xià)水中聲速(sù)🛀🏻與溫度的(de)🈲關系式可(ke)🈲寫爲:
 
　　在20℃時(shí)超聲波傳(chuan)播速度爲(wèi)c=1485m/s.當水溫發(fa)生變化,t=0℃時(shí),c=1422.838m/s,t=40℃時,c=1528.678m/s,對應的(de)流量相對(dui)誤差分别(bie)爲8.266%、5.889%。
　　如若忽(hu)略溫度的(de)變化，由上(shàng)兩式知20C的(de)變化量下(xià)流量☎️相對(dui)誤差平均(jun1)能達到7%左(zuǒ)右。并且根(gēn)據該方式(shi)計算得到(dào)在🏃0~40℃範圍内(nèi)超聲波📱傳(chuán)播速度差(chà)值可達105.84m/s,對(duì)應流量測(ce)量誤差爲(wei)14.155%。因此根據(ju)相關關系(xi)式來進行(hang)聲速調控(kong)很❄️有必要(yao)。
　　在該理想(xiǎng)系統“下，取(qu)不同聲速(su)誤差,代入(rù)式(13)可得流(liu)量🔞相對誤(wu)差💰如表3所(suo)示。
　　由表3可(kě)知.1%的聲速(su)誤差會造(zào)成2%的流量(liang)誤差，但同(tong)一時段的(de)溫度變化(huà)并不明顯(xiǎn),其誤差很(hěn)小可以控(kòng)制在0.01%範圍(wéi)内,其波動(dòng)可以通過(guo)與敏感的(de)溫度傳感(gǎn)器相結合(he)的方法将(jiāng)溫度變化(huà)引💚起的聲(sheng)速改變及(ji)時傳遞給(gěi)流量計,以(yi)此來減小(xiǎo)誤差。
 
2.4流量(liàng)系數K造成(cheng)的誤差
　　流(liu)場流态對(dui)流量測量(liàng)有一定的(de)影響,其影(yǐng)響主要是(shì)🏃‍♂️通過其流(liu)速系數K來(lai)體現。
　　管道(dao)内的流體(tǐ)實際流速(su)分布規律(lü)爲:
 
　　由上述(shù)分析知,修(xiū)正系數K與(yǔ)雷諾數Re的(de)大小有着(zhe)直接關系(xi)，并且其變(biàn)化範圍較(jiào)廣取值很(hěn)難确定,因(yīn)此根據外(wai)界因素不(bú)同🔅得出兩(liang)者關系對(dui)流量的正(zhèng)确測量有(yǒu)很重要的(de)影響。
　　綜上(shang)所述,對流(liu)量測量影(ying)響較大的(de)因素爲聲(sheng)路角θ和⭕修(xiu)正系數K。
3主(zhu)導因素修(xiū)正
3.1聲路角(jiao)誤差修正(zhèng)
　　由于直接(jiē)測量角度(du)較爲困難(nán)，且其測量(liàng)儀器精度(dù)不能達到(dao)要求,因此(ci)考慮在測(ce)量方式上(shàng)進行優化(huà)👅,提出一種(zhǒng)依據長度(du)安裝要求(qiú)達到控制(zhì)聲路角的(de)方法。
 
　　圖4所(suo)示爲流量(liàng)相對誤差(cha)與聲路角(jiao)的關系。由(you)圖4可知,在(zai)聲✔️路角測(ce)量誤差較(jiào)小時,流量(liang)測量相對(dui)誤差随聲(shēng)路角(安裝(zhuāng)角)大小的(de)變化不明(míng)顯，如圖中(zhong)紅線🧡(σθ=0.1%)所示(shì)。反之,若聲(shēng)路角測量(liàng)誤差🔴較大(da),則流量相(xiang)對誤差随(sui)聲路角的(de)變化呈抛(pāo)物線🚶變化(huà)，如圖中綠(lü)線(σθ=1°)所示，且(qie)存在一個(ge)最小值。聲(sheng)路角不變(bian)時，流量相(xiàng)對誤差會(hui)随着絕對(dui)💁誤差的增(zeng)大而增大(dà)。
 
　　令შσ/შθ=0,有θ=45°時,流(liú)量的相對(dui)誤差σ0Q取最(zuì)小。
3.2K值的修(xiu)正
　　K系數與(yǔ)流體型态(tai)有關且随(suí)雷諾數變(biàn)化而變化(hua),研🏃🏻‍♂️究不同(tong)型态下的(de)K系數随雷(léi)諾數變化(huà)規律有利(lì)于流量補(bu)償🈲計算💚和(hé)提💯高測量(liang)精度。
　　由式(shì)(24)可知,層流(liu)時的修正(zhèng)系數K=4/3,但對(duì)大管徑來(lái)說,場内流(liu)态一般是(shi)紊流情況(kuàng)。因此,本文(wén)重點分析(xi)紊流時的(de)流量系數(shu)K的修正。
　　紊(wen)流時修正(zhèng)系數與雷(léi)諾數有關(guān),經驗公式(shi)爲:
K=1.119-0.011xlgRe(25)
　　依據式(shi)(25)可知.流量(liang)系數與雷(léi)諾數呈線(xiàn)性關系，雷(lei)諾數變💞化(huà)直接影響(xiang)流量系數(shù)的取值。本(běn)文考慮根(gēn)據雷諾數(shu)相💃🏻關的變(bian)量來對🐅K值(zhi)進行修正(zheng)。雷諾數計(jì)算公式爲(wei)🤩:
 
　　式中:V爲平(ping)均流速;D爲(wei)管道内經(jīng);Ƴ爲流體運(yun)動粘度。
　　由(you)式(26)可知，雷(léi)諾數大小(xiao)與3個變量(liang)有關。當管(guan)徑一定時(shi)，雷諾數會(hui)随着平均(jun1)流速和流(liú)體粘度變(bian)化而變✂️化(huà)。水的粘度(dù)随溫度🔞的(de)變化而變(biàn)化,溫度變(biàn)化會影響(xiang)到雷諾數(shù),進而影響(xiang)流量修正(zheng)系數😍K的值(zhi)。因此找出(chu)粘度随溫(wēn)度的變化(hua)關系對K的(de)正确性有(yǒu)着一定的(de)影響。
　　流體(ti)粘度受流(liu)體溫度的(de)影響具有(you)非線性特(te)點,通過拟(ni)合溫度與(yu)運動粘度(dù)值，得到不(bu)同溫度下(xia)水的😘運動(dong)粘度的曲(qǔ)線,如圖5所(suo)示。
　　多項式(shì)拟合表達(dá)式爲:
 
 
　　随着(zhe)溫度的升(shēng)高，水的粘(zhān)度非線性(xìng)特征愈發(fa)明顯。在📐0~50℃範(fan)圍内水的(de)粘度值差(cha)值可達到(dào)1.2x10-6m2/s，對應的雷(léi)諾數❌誤差(cha)☀️爲66.67%,不容忽(hu)視。
　　将得到(dào)的拟合曲(qu)線依次代(dai)入式(19)、(20)得:
 
　　由(you)圖6可以看(kàn)出,同一管(guǎn)徑條件下(xia)，流量系數(shu)随平均流(liú)速🔞和☀️溫度(du)的增加都(dou)呈非線性(xìng)減小趨勢(shì)。其他條件(jian)一㊙️定時,随(sui)着🏃‍♂️管徑D的(de)增大流量(liàng)系數K值會(hui)減小。
　　此修(xiū)正方法将(jiāng)溫度和流(liú)速變化與(yu)K值聯系起(qǐ)來,兩者任(rèn)一值發生(sheng)變化都能(néng)找到相對(duì)應的修正(zhèng)系數值,爲(wei)準.确測得(de)流量提供(gong)了一定的(de)理論基礎(chǔ)。
4系統誤差(cha)控制
　　根據(ju)式(9)知流量(liang)相對誤差(cha)由内徑D、聲(sheng)路角0、聲速(su)c及流量系(xi)數K值組成(chéng),因此系統(tǒng)的誤差控(kòng)制需要對(duì)這4個因素(sù)進行綜合(he)考慮。
　　若原(yuan)設理想系(xì)統中的流(liú)量測量誤(wù)差精度要(yào)控制在±0.5%以(yǐ)内,即σoQ<0.5%。由綜(zōng)合誤差式(shi)(9)知,各因素(su)至少要滿(man)足σ0x<0.5%。
1)内徑誤(wù)差
　　目前的(de)一-些管徑(jing)測量儀器(qi)已經能達(dá)到較高的(de)精度，像激(ji)光掃⭕描測(ce)徑儀精度(du)最高可達(da)0.5μm,其誤差可(ke)控制在0.005%以(yǐ)内甚至更(gèng)小，完全💯滿(mǎn)足單因素(su)精度要求(qiú)。由于管徑(jìng)在制造過(guo)程中可能(neng)存在一定(ding)的誤差,因(yin)此💃🏻在對管(guǎn)徑進行測(cè)量時可在(zài)安裝位置(zhì)處采用多(duo)處☁️多次測(cè)量求平均(jun)值的方法(fa)來盡可能(néng)👈減小此部(bù)分誤差。
2)聲(shēng)路角誤差(cha)
　　聲路角測(ce)量較難進(jin)行,将角度(du)測量轉化(huà)成距離測(ce)🆚量後,在安(an)裝✂️時按照(zhao)需要角度(du)進行計算(suan)後再安裝(zhuāng)⁉️便能減小(xiǎo)⁉️其誤差,其(qí)誤差可以(yi)控制在0.05%以(yǐ)内，也滿足(zu)單因素的(de)誤差要求(qiú)。.
3)聲速誤差(cha)
　　同一時段(duàn)内的溫度(du)變化很小(xiao),因此其造(zao)成的聲速(sù)❄️變化不明(míng)顯,根據.上(shàng)述聲速溫(wen)度修正公(gong)式進行修(xiū)正後,其誤(wu)差便可控(kong)制在🤟0.1%以内(nei)，滿足單因(yin)素的精度(du)要求。
　　由于(yu)管徑測量(liàng)精度很高(gao)，在此忽略(luè)此項誤差(cha)。将θ=45°,σ0θ=0.05%,σ0C=0.1%代入式(shì)(9)得:
 
　　由上式(shì)得至少要(yao)滿足σ0K<0.45%系統(tong)才能達到(dào)要求。若想(xiǎng)進一步減(jiǎn)🔞小綜合誤(wù)差,則需優(yōu)化各因素(su)測量儀器(qi)，使其誤差(cha)控制在更(gèng)小範圍内(nei)。
　　根據上述(shu)分析，超聲(shēng)波測流精(jing)度控制中(zhong),最困難的(de)因🔞素就是(shi)管道流速(sù)形态的處(chu)理,即本文(wén)中提到的(de)系數K。如何(he)進--步提高(gāo)管道流速(sù)分布對測(ce)量的影響(xiǎng)及得到其(qi)修正♈方法(fa),尚需開展(zhan)進一步⭐研(yán)究。
5實驗系(xi)統搭建
　　對(duì)于大管徑(jìng)超聲波流(liu)量計測流(liu)的驗證性(xing)實驗是比(bi)較困難的(de)。利用水機(ji)電耦合真(zhēn)機實驗室(shi),在引水管(guǎn)直🈚管段上(shang)搭建實⁉️驗(yan)平台來進(jìn)行了相關(guan)實驗,對本(běn)文提出的(de)影響測量(liang)精度幾方(fāng)面的因素(sù)進行了💜試(shì)驗分析。
　　試(shi)驗條件:安(an)裝點選取(qu)位置前後(hou)直管段距(jù)離均滿足(zú)安裝要求(qiu)，直管段外(wài)徑D=616mm,管壁厚(hòu)度δ=8mm.實驗環(huán)境溫度😄15℃，流(liu)量測量儀(yí)器采用的(de)是🔞康創TY1010PW單(dan)聲道便攜(xié)式超聲☀️波(bō)流量計,其(qi)精度爲1%。實(shí)🔞驗裝備如(ru)圖7所示。
 
　　通(tōng)過效率試(shi)驗測得相(xiang)關數據，在(zai)實驗中改(gǎi)變出力P來(lai)✌️測👅流量Q,并(bing)根據上述(shù)分析得到(dào)了流量系(xi)數K值，數👨‍❤️‍👨據(jù)如表5所🏃🏻‍♂️示(shì),水輪機功(gong)率與流量(liang)的關系如(rú)圖8所示㊙️。
 
　　由(yóu)圖8可以看(kàn)出,水輪機(jī)功率與流(liu)量的關系(xì)與廠家🔱給(gěi)出的流量(liang)💃🏻特性是一(yī)緻的。本實(shi)驗各項誤(wù)差控爲σD=0.005%,σθ=0.05%,σc=0.1%。從(cong)綜合誤差(chà)分析來看(kàn),當流量系(xi)數K值滿足(zu)σoK<0.45%時系統誤(wu)差便可控(kong)制在0.5%以内(nei)。
　　由表5可以(yi)看出。流量(liàng)變化從0.176~0.5m/s時(shí),流量系數(shù)K值從1.0585~1.0535,變化(hua)範圍較🔞小(xiao)♌。取功率P=55kW時(shi).測得的流(liú)量Q=0.5m3/s,考慮其(qi)精度1%，則實(shi)際流量範(fan)👉圍爲0.495~0.505m3/s,從表(biǎo)可以看出(chu)，流量系數(shù)K值的變化(hua)波動值約(yuē)爲0.0005,精度可(ke)達到0.05%,其誤(wù)差範圍完(wán)全滿足綜(zōng)❤️合誤差控(kòng)制要求，因(yīn)此，初步推(tui)👌斷該方法(fa)有效。
6結論(lùn)
　　本文提出(chu)了一種基(ji)于理想測(ce)流系統的(de)超聲波流(liú)量計🔴誤⭐差(cha)分析方法(fa),讨論了造(zao)成超聲波(bō)流量計測(cè)流誤差的(de)原因、誤差(cha)産生影響(xiǎng)因素。通過(guo)量化方法(fa)對各影響(xiang)因素進行(háng)讨論,針對(duì)主導因素(su)給出了相(xiàng)🙇‍♀️關的誤差(cha)修正方法(fǎ)🔞,對綜合誤(wù)差控制進(jin)行分析并(bìng)開展了試(shi)驗進行驗(yàn)證。從實驗(yàn)結果可初(chū)步推斷該(gāi)方法是有(yǒu)效的。基于(yú)理想測流(liú)系統分析(xi)方法弄清(qing)了各參數(shu)🌈的影響程(cheng)度,對于現(xiàn)場安裝和(hé)進行實測(cè)試驗都有(yǒu)一定的指(zhǐ)導作用，爲(wèi)後期超聲(shēng)波流量計(ji)的誤差修(xiu)正提供了(le)新思路。該(gai)方法在優(you)化水輪機(jī)效率計算(suàn)精度的同(tóng)時也㊙️爲超(chao)聲波流量(liàng)👨‍❤️‍👨計的設計(ji)🌍提供了參(cān)考❗。

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