超声流量计在液体实流标定中的难点分析与解决方案

 

随着当前经济技术的发展，超声流量计被越来越多地应用在液体物质贸易计量中。超声波流量计是一种常用不直接接触被测介质的非接触式流量计，它通过测量超声波技术在介质内的传播时间差来测量流体的流速，进而计算出流体的流量。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。超声波流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，它是发展迅速的一类流量计之一。但液体超声波流量计与机械式流量计不同的是流量计的计量具有滞后性，使得流量计对液体流量扰动具有高敏感性，这是在检定液体超声波流量计的难点。本文分析了液体超声波流量计的相关特性，依据 JJG1030-2007 超声波流量计检定规程以标准表为标准装置做流量计的实流标定。

 

1 液体超声波流量计的相关特性

1.1 液体超声波流量计的优势

超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。且量程比高，无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。

 

1.2 液体超声波流量计的缺点

超声波流量计主要由流量计表体、超声换能器及其安装部件、信号处理单元和流量计算机组成。先进的控制理论和成熟的电路设计为流量计多种功能的实现奠定了基础，如果要提高流量的测量精度 , 就要进一步完善测量线路的设计，提高对声速的测量。超声波流量计高度集成的电路设计势必会提高设计制造的成本与难度，而一旦发生故障，维修难度也相应增加。另外，超声波流量计可测流体的温度范围受超声波换能器铝及传感器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前在 200℃以上的流体测量中还不适用超声波流量计。

 

2 液体超声波流量计的标定

结合超声波流量计的相关特性，分析超声波流量计在液体实流标定中的难点。非常好，在策略上要结合数据进行分析，以实验作为基础，保证各个流量的稳定液体超声波的流速测量也有很大的变化，每次的声道都要以测速的结果和区域为指标，使得整个测量速度和传感器在位置上得到统一性，在变化的原因主要是以不同的流体为主，实现扰动，在每次的扰动上主要以漩涡和管阀件及其整流器为主，在进行越靠近的状态下，还要保证数据的发散性越大，当然在稳定情况下，还要保证声道的速度使得固定，这样的液体超声的声道和流速平均值得到合理性。第二，合理的扰动频率和频谱。结合流体力学来进行分析，每次的流速都会产生高频率，以管段上游的管阀来说，整流器会不断地导致高频的扰动，一旦流速出现变化或者发生变相，那么会导致低频扰动，在此过程中还要结合各声道流速的变化也会在此过程中实现扰动，使得在低频量扰动过程中出现完善的联系。每次进行流体扰动时，都会导致液体超超声波产生一些不规则的脉冲现象。第三，合理的合成脉冲来完善超声波流量计的相关部件来产生脉冲。流量计通过测量超声波技术在介质内的传播时间差来测量流体的流速，计算出得到平均流速，从而输出脉冲信号，在输出过程中以信息滞后为特性，在正常情况下，还需要设置出适合的仪表系数，使得在脉冲状态下完善测量精度。在标定的状态下，脉冲信号延迟对测量的精度有影响，使重复性变化大，导致仪表系数发生变化。因此，在标定液体超声波流量计时尽可能减少流体不稳定对检测过程的影响。

 

超声波流量计在选择检测方法时一般以标准表作为标准装置，由于超声流量计存在不均匀的脉冲输出，导致对其进行检定的容积值巨大。大型体积管在制造、使用、运输方面存在有很多不便之处，严重制约着超声波流量计的检定工作。同时，还要完善以标准表法水流量标准装置检测的工作原理是水流在相同时间间隔内，连续通过标准表（组）和被检表，用比较的方法确定被检表的误差。根据超声波流量计不同口径、流量范围，选择合适的标准表和管段进行检测。标准表法检测可以实现累计流量体积值的比较及瞬时流量的比较，操作方便，数据能实时准确的显示在控制系统中。当然对于口径大于 DN600或者不适合拆卸运输检测的超声波流量计也可选择在线检测。

 

3 结语

本文针对超声流量计在液体实流标定中的难点与解决方案进行分析，主要结合不同流量计来完善和解决其中的不足和难题，还要结合当前液体超声波的特性来完善，以优势来保证标定的稳定性。同时，结合这样的方法来完善解决方案，以经济性能高、性价比高的优势来完善。

 

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