摘(zhai)要:管道材質(zhi)及管徑在很(hen)大程度上影(yǐng)響超聲波流(liú)量計 的計量(liàng)精度。文章主(zhǔ)要介紹了利(li)用實驗室現(xian)有的液體🤩流(liu)量标準裝置(zhi)，對超聲波流(liu)量計在不同(tóng)管道🐪材質、不(bu)同管徑的條(tiao)件下進行流(liú)量系數的修(xiū)正，以提高超(chāo)聲波流量計(ji)在現場校準(zhǔn)時的計量精(jīng)度。
1概述
　　超聲(shēng)波流量計主(zhu)要由流量計(jì)表體、超聲換(huàn)能器及其安(an)😘裝部件、信号(hao)處理單元和(he)流量計算機(ji)組成。換能器(qi)利用壓電效(xiào)應🔴發射和接(jie)收聲波，通過(guo)檢測流體對(duì)超聲波(或👨‍❤️‍👨超(chāo)聲脈沖)的影(yǐng)☎️響來測量流(liu)體體積流量(liàng)。其原✍️理是:傳(chuan)遞的聲訊号(hào)穿過管道🏃🏻内(nèi)流動的介質(zhì)時，其傳遞速(su)度受介質流(liu)動速度的影(ying)響，聲訊号在(zài)2個傳感器之(zhī)間的傳遞時(shí)🧡間取決于管(guan)道内介質的(de)流速，一個聲(sheng)訊号通過上(shang)遊的時間要(yao)比它通過💃🏻下(xia)遊的時間長(zhǎng)。這個時間差(chà)值與管道内(nei)介質的流速(sù)成比例。通過(guò)測量這個時(shí)間差值就可(kě)以得到✏️管道(dào)内介質的流(liu)速，從而💃計算(suan)出流體的流(liu)量。
　　超聲波流(liú)量計的優點(diǎn)有:①适用于各(ge)種管徑流量(liang)的🤩測量🌍，流速(su)和管徑越大(dà)，精度越高，②測(cè)量範圍(量程(cheng)比)寬，一般爲(wei)1:50;③無壓力損🌈失(shī)，可大大降低(dī)長輸管道增(zeng)壓👅的費用;④無(wu)可動部件，可(ke)雙向測量。
　　但(dàn)是超聲波流(liú)量計也存在(zài)其自身不足(zú)，需要輸入的(de)參數比🚩較多(duo)，如被校流量(liang)計配套管道(dao)的材質、外徑(jing)、壁厚、測🈲量介(jiè)質類型、介質(zhì)溫度等，此外(wai)，安裝方式、安(an)裝位置等都(dōu)會影響到标(biao)準😍超聲波✂️流(liu)量計的精度(du)。之前，已✊經有(yǒu)相關專業人(ren)員研究了傳(chuan)🔴感器安裝🍉距(jù)離對超聲波(bō)流量計計量(liang)性能的影響(xiang)和管道内徑(jing)的不同設置(zhi)對超聲波流(liu)量計計量性(xìng)能的影響。而(ér)本文主要根(gēn)據多年來現(xian)場校準的經(jing)驗以及本單(dan)位液體流量(liang)标準裝置的(de)口徑(DN15~DN250)，制作了(le)三套材質的(de)管道(分别爲(wèi)不鏽鋼、碳鋼(gāng)和PVC，口徑分别(bie)爲DN15/DN50/DN100/DN150/DN200/DN250)(圖1)，分别标(biao)定不同管道(dào)材📱質及不同(tóng)管徑下标準(zhǔn)🈲超聲波流📞量(liang)計的流量修(xiu)正系數K，再🎯把(bǎ)流量修正系(xì)數K應用到現(xiàn)場校準試驗(yan)中，以提高🔞在(zài)線校準的計(ji)量精度。
 
2流量(liang)修正系數K的(de)标定
2.1流量修(xiū)正系數K的定(dìng)義
　　我們定義(yì)流量修正系(xì)數K爲标準流(liu)量qs與超聲波(bo)流量計💁顯示(shi)流量q的比值(zhi)，即:
 
2.2被标定的(de)超聲波流量(liang)計
　　标定的超(chāo)聲波流量計(ji)爲0.5級、用于現(xian)場校準其他(tā)被校流量計(jì)的标準超聲(shēng)波流量計，此(cǐ)超聲波流量(liàng)計含有1對傳(chuan)感器(即超聲(sheng)波探.頭)，測量(liang)範圍爲DN15~DN400。
2.3液體(tǐ)流量标準裝(zhuāng)置(以下簡稱(chēng)“裝置”)
　　采用的(de)裝置爲0.05%、測量(liang)口徑爲DN15~DN250的靜(jing)态質量法液(ye)體流😘量🔞标✂️準(zhun)裝置。
2.4标定方(fāng)法
(1)将定做的(de)标準管道安(ān)裝到裝置.上(shàng)。
(2)打開超聲波(bo)流量計，把相(xiang)關參數(如管(guan)道材質、外徑(jing)、壁厚、粗糙度(dù)、水溫等)設置(zhì)好，并将探頭(tou)根據所得到(dào)的安裝距離(li)安☎️裝在标準(zhun)管道上。
(3)啓動(dong)裝置，檢查密(mi)封性，保證不(bu)漏後調節流(liu)量至所需流(liú)📐量🌂點，待流量(liàng)穩定後進行(háng)标定。
(4)由于現(xiàn)場使用時超(chāo)聲波流量計(jì)的流量值爲(wei)顯示值🐪，因此(ci)在實驗室标(biao)定時，超聲波(bo)流量計的流(liu)量值亦通過(guò)讀㊙️數獲得，設(she)定每點每次(ci)标定的時間(jian)爲60s，在标定時(shi)間内，每⭐隔10s讀(dú)取一個顯示(shì)值，每次可以(yi)獲得6個數據(ju)，将⛹🏻‍♀️這6個數據(jù)去掉最大和(hé)最小值，剩餘(yu)4個做平均，得(dé)到該次的超(chāo)聲波流量計(jì)流量示值(q)ij，而(er)标準流量值(zhí)(qs)ij由裝置❄️操作(zuo)軟件得到💛，從(cóng)而算出Kij。
每點(diǎn)進行3次标定(ding)，從而得到Ki;
 
　　根(gēn)據超聲波流(liú)量計的特性(xing)，分别在以下(xià)5個點進行标(biao)✂️定:5、2、1、0.5以及0.3m/s，得🐇到(dao)各流量點下(xià)的Ki，從而算出(chū)超聲波流量(liang)計在該🍉管道(dao)⚽材質及管📧徑(jìng)下的流量修(xiū)正系數K:
 
2.5流量(liàng)修正系數K
　　流(liú)量修正系數(shu)K彙總表如表(biao)1所示，K折線圖(tú)如圖2所示。
 
2.6應(ying)用舉例
　　用标(biao)準超聲波流(liu)量計現場校(xiao)準一台DN100的電(diàn)磁流量計🐪，管(guǎn)道材質爲碳(tan)鋼，超聲波流(liu)量計顯示值(zhí)爲qs=85.33m3/h，被校電磁(ci)流量計顯💘示(shi)值q=86.94m3/h。
2.6.1忽略不同(tong)材質對K的影(yǐng)響
　　由于此前(qian)标準超聲波(bo)流量計隻在(zai)DN100的不鏽鋼管(guǎn)道上進行檢(jian)定，沒做不同(tóng)材質的流量(liang)修正系數K實(shí)驗，則此時K使(shǐ)用的是不鏽(xiù)鋼材質的值(zhi)，爲1.0123，标準超聲(shēng)波流量計顯(xiǎn)示值爲q's=qsxK=86.38m3/h，則示(shì)值誤差E'爲:
 
2.6.2考(kao)慮不同材質(zhì)對K的影響
　　這(zhè)種情況下應(yīng)該使用DN100、材質(zhi)爲碳鋼的K值(zhí)，查上表，得K=1.0181，那(nà)麽标準超聲(shēng)波流量計顯(xiǎn)示值爲q"s=qsxK=86.87m3/h，此時(shí)示值誤差E"爲(wèi):
 
3使用流量修(xiu)正系數K的注(zhu)意事項
(1)對于(yu)現場校準部(bu)分未在實驗(yàn)室标定過管(guǎn)徑的流量計(ji)♊(如DN32、DN40、DN65、DN80等)，可利用(yòng)實驗室标定(ding)過的相鄰兩(liǎng)個管徑的流(liú)量修👨‍❤️‍👨正系數(shù)K進行插值得(de)到。如現場校(xiào)準1台DN80，管👄道材(cái)質爲不鏽鋼(gang)的流量計，可(ke)根據DN50和👅DN100
的流(liú)量修正系數(shù)Kxo進行現行插(chā)值得到:
 
(2)标準(zhǔn)超聲波流量(liàng)計每年周檢(jiǎn)時，需更新以(yi)上流量✊修正(zheng)系數K彙總表(biǎo)。
4結束語
　　利用(yong)單位現有的(de)液體流量标(biāo)準裝置，對标(biao)準超聲波流(liú)量計進行了(le)比較全面的(de)标定，從标定(dìng)的結果可以(yi)看出，流量🌐修(xiu)正🏒系數并沒(méi)有一定的規(guī)律可尋。對于(yu)未能标定的(de)管徑🌈，可通過(guo)線性插值得(de)到其流量修(xiū)正系📱數。将标(biao)定得到的流(liu)🈲量修正系數(shu)用于現場校(xiào)準中，可提高(gāo)在線校準的(de)計量精度。

本(běn)文來源于網(wang)絡,如有侵權(quan)聯系即删除(chu)！