氣體超聲流量計的工作原理

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文章來源： 作者：1 點擊：345次 時間：2011-11-21 14:01:20

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氣體流量計推薦了氣體超聲流量計的工作原理、干標措施在氣體超聲流量計標定中的可行性和利用氣體超聲流量計干標技巧的各個環(huán)節(jié)及應順從的幾點要求。指出在切實利用中該措施本身也會引起測量的不確定性。

關鍵字：氣體超聲流量計 工作原理 干標措施 利用

陜京線是我國現(xiàn)在輸送距離最長、管徑最大的天然氣管道。該管道幾個分輸站已將氣體超聲流量計作為天然氣的流量計量儀表利用。該儀表從原理上解脫了對流體動能的依靠性，能夠測量較低的氣體流量，使流量計具有極其寬的量程比，并且在測量中不會引起壓力磨損，是比擬志愿的實用性貿易結算計量儀表。

一、氣體超聲流量計的工作原理

工夫差法超聲流量計的工作原理見圖1（僅為單聲道的流量計，也實用于其他構造，與流量計的聲道數(shù)無關）。

在流體管道中安裝有兩個既能發(fā)送又能接收超聲脈沖的探頭a和b，這種安裝措施能使一個傳感器公布的超聲脈沖被另一個傳感器接受，從而構成聲道。在有流體流動的管道中，超聲脈沖順流散布的速度比倒流快。流體的速度越快，超聲順流和倒流散布的的工夫差越大。各參數(shù)之間有如下聯(lián)系：

（1）

（2）

式中 l——聲道長度，m

c——試探條件下的聲速，m/s

v——流動介質的速度，m/s

φ——被測介質流動方向的矢量與聲道之間的夾角，（o）。

由式（1）和式（2）能夠獲得被測氣體流速：

（3）

式（3）闡明，氣體流速的測量與被測氣體的性質（壓力、溫度等）無關。

二、干標法標定氣體超聲流量計的必需性和可行性

現(xiàn)在，在北美、南美和歐洲以及國內，對用于財務結算計量或貿易輸送計量的氣體超聲流量計，等閑是在測驗裝置上用規(guī)范表與參比表舉行比擬來標定的。對于較小的氣體超聲流量計（口徑在300mm以內），利用現(xiàn)有的裝置舉行標定是比擬切實可行的。但由于較大口徑的氣體超聲流量計已極其普遍，如按慣例措施，讓用戶將流量計從利用的管道上拆卸下來，運送到標定裝置上舉行流量標定，開支極其貴重，而且是一個極其費時的過程。

實踐驗證，干標法對于孔板流量計是可行的?？装辶髁坑嫷臋z定是依據(jù)孔板幾何尺寸、對孔板安裝條件的驗證和對二次儀表的驗證來估價流量測量的不確定度?？装辶髁坑嬑丛蓜硬考?，萬一所有的幾何尺寸、隸屬組件已被察看和標定，其功能就可獲知。同樣，超聲流量計也未曾可動部件，因而能夠穿越幾何尺寸的察看以及運行個性的察看來確定流量計的功能。

三、氣體超聲流量計的干標

流量計的干標與流量標定不同，它不是利用規(guī)范或參比表來察看流量計的收獲（被測氣體的體積/參比流量）。萬一管道幾何尺寸能被察看，而電子單元和探頭被測驗能準確測量氣體流速，穿越這兩局部的檢定，而能夠確定流量的準確度，就可將此過程稱為間接檢定。但因這個檢定的收獲必需調劑流量計的組態(tài)，因而這過程稱為干標。

與孔板流量計的干標措施相相仿，氣體超聲流量計的干標基礎是幾何尺寸的標定和散布工夫差等，并利用表格公式或數(shù)學表白式產發(fā)怒體測量與被測量的聯(lián)系式。為了確保流量計的功能并供給所舉行工作的數(shù)據(jù)察看追尋，干標的各個環(huán)節(jié)都定然順從以下幾點要求。

（1）流量計幾何尺寸的檢定

對于干標，準確檢定尺寸公差是一個極其重要的手段。定然測量與超聲氣體流量計的有關幾何參數(shù)，以便測定聲道的角度和聲程（聲道的長度）。

（2）電子線路與探頭功能的測驗

在將電子線路與超聲探頭裝在流量計主體爾后，要舉行功能測驗，以確保流量計的電子線路組件（信號處理單元（spu）以及全副探頭）都能正常工作。

（3）電子線路的組態(tài)

在獲得準確的尺寸測量收獲后，即將對超聲流量計舉行組態(tài)，以習慣加工制造中的任何渺小改變。這些是僅有的組態(tài)項目，即對每一個特定的流量計舉行調劑（依據(jù)尺寸檢測報告得出的組態(tài)項）。其他的組態(tài)項目對于一個給定的流量計口徑都是通用的，不會隨著流量計的個體而改換。穿越調劑通道長度和角度來琢磨渺小的制造上的改變。等閑地φ聲道角為60o。萬一機械尺寸未曾準確到千分之幾英寸，此夾角將會改換。測量原有尺寸并計算切實的夾角及聲程，能改進流量計的準確度。

（4）零流量察看

零流量察看測驗指的是當未曾流量時，流量計應無流量指示。若有流量指示，則是偽示值。萬一電子線路或探頭有計時偏差時，就可能發(fā)生偽示值。即便未曾氣體流過流量計，仍能檢測到探頭之間的傳輸工夫差。對于安裝在現(xiàn)場的氣體超聲流量計，凡是流量計能被隔脫離來，就能舉行零流量察看測驗。在舉行這項測驗時，該當極其當心，以避免誤解所得的收獲，尤其是隔絕閥門的輕微泄露或是由于日光微風吹構成的溫度梯度，都會波及測驗收獲的可靠性。

（5）聲速計算

由超聲流量計工作原理可知，氣體流動對聲速值波及不大。假想氣體的溫度、壓力和組分堅持不變，不管流量多少，聲速都將堅持相對不變。聲程計算中的任何偏差都將波及流量計的準確度。將計算出的理論聲速與超聲流量計輸出的聲速舉行比擬并用調劑來調劑聲程，所得的收獲仍是由流量計測得的聲速測量值所能到達的最高精度。這么不但收縮了測量