摘要(yao):管道材質(zhi)及管徑在(zai)很大程度(dù)上影響超(chao)聲波流量(liàng)計 的計量(liàng)精度。文章(zhang)主要介紹(shao)了利用實(shí)驗室現有(yǒu)的液體流(liú)量📐标準裝(zhuang)置，對超聲(sheng)波流量計(ji)在不同管(guǎn)道材質、不(bu)同管徑的(de)條件下🔴進(jìn)行流量系(xì)數的修正(zheng)，以㊙️提高超(chāo)聲波流量(liang)計在現場(chang)校準時的(de)計量精度(du)。
1概述
　　超聲(shēng)波流量計(ji)主要由流(liú)量計表體(tǐ)、超聲換能(neng)器及☁️其安(an)裝部💃件、信(xìn)号處理單(dan)元和流量(liàng)計算機組(zǔ)成。換能器(qì)利用壓電(dian)效應發射(shè)和接收聲(sheng)波，通過檢(jiǎn)測流🚶‍♀️體對(duì)超聲波(或(huò)超聲脈沖(chòng))的影響來(lai)測🙇‍♀️量流體(tǐ)體積流量(liang)。其原理是(shi):傳遞的聲(sheng)訊号穿過(guo)管道🌈内流(liu)動的介質(zhi)時，其傳遞(dì)速度受介(jie)質流動速(sù)度的影響(xiang)，聲訊号在(zài)2個傳感器(qì)之間的傳(chuan)遞時間取(qu)決于管道(dào)内介💋質的(de)流速，一個(ge)聲🎯訊号通(tōng)過上遊的(de)✏️時間要比(bi)它通🧡過下(xià)遊的時間(jian)長。這♋個時(shi)間差值與(yǔ)管🚩道内介(jiè)質的流速(sù)成比例。通(tong)過測量這(zhè)個時間差(cha)值就可以(yi)得到管道(dao)内介質的(de)流☎️速，從而(er)計算出流(liu)體的流量(liang)。
　　超聲波流(liú)量計的優(you)點有:①适用(yong)于各種管(guan)徑流量的(de)測量，流速(sù)和管徑越(yuè)大，精度越(yue)高，②測量範(fàn)圍(量程比(bǐ))寬，一般爲(wèi)1:50;③無壓力損(sun)失，可大大(da)降低長輸(shu)管道增壓(ya)的費用;④無(wú)可動部件(jiàn)，可雙向測(ce)量。
　　但是超(chāo)聲波流量(liàng)計也存在(zai)其自身不(bú)足，需要輸(shū)入的參🌈數(shù)比較🚩多，如(ru)被校流量(liang)計配套管(guǎn)道的材質(zhi)、外徑、壁厚(hou)、測🍉量介🔆質(zhì)類型、介質(zhì)溫度等，此(ci)外，安裝方(fang)式、安裝位(wèi)置等都會(huì)影響☀️到标(biao)準超聲波(bo)💃🏻流量計的(de)精度。之前(qián)，已經有相(xiàng)關專業人(ren)員研究了(le)傳🐉感器安(an)裝距離對(duì)超聲波流(liu)量計計👈量(liang)性能的影(ying)響和管道(dao)内徑的不(bú)同設置對(duì)超聲波流(liu)量❤️計計量(liang)性能的影(ying)響。而本文(wén)主要根據(jù)多年來現(xiàn)場校準的(de)經驗以及(jí)本單位液(ye)體流量标(biao)準裝置的(de)口徑(DN15~DN250)，制作(zuò)了🐉三套材(cai)質的管道(dao)(分别爲不(bu)鏽鋼、碳鋼(gang)和PVC，口徑分(fèn)别爲DN15/DN50/DN100/DN150/DN200/DN250)(圖1)，分(fèn)别标定不(bú)同管道材(cai)質及不同(tong)管徑下标(biao)準超聲波(bo)流🏃‍♂️量計的(de)流量修正(zhèng)系數K，再👌把(bǎ)💋流量修正(zheng)系數K應用(yòng)到現場校(xiao)準試驗中(zhong)，以提高在(zai)線校準的(de)計量精度(dù)。
 
2流量修正(zhèng)系數K的标(biao)定
2.1流量修(xiu)正系數K的(de)定義
　　我們(men)定義流量(liàng)修正系數(shu)K爲标準流(liú)量qs與超聲(shēng)波流量計(ji)✏️顯示💘流量(liang)q的比值，即(jí):
 
2.2被标定的(de)超聲波流(liu)量計
　　标定(dìng)的超聲波(bo)流量計爲(wei)0.5級、用于現(xiàn)場校準其(qí)他被校流(liú)☀️量計的标(biāo)準超聲波(bō)流量計，此(cǐ)超聲波流(liú)量計🌂含有(yǒu)1對傳✌️感器(qi)(即超聲波(bō)探.頭)，測量(liàng)範圍爲DN15~DN400。
2.3液(ye)體流量标(biāo)準裝置(以(yǐ)下簡稱“裝(zhuang)置”)
　　采用的(de)裝置爲0.05%、測(cè)量口徑爲(wei)DN15~DN250的靜态質(zhi)量法液體(tǐ)流量🍓标準(zhun)☂️裝置。
2.4标定(dìng)方法
(1)将定(ding)做的标準(zhun)管道安裝(zhuāng)到裝置.上(shàng)。
(2)打開超聲(shēng)波流量計(ji)，把相關參(can)數(如管道(dao)材質、外徑(jìng)⭕、壁厚、粗糙(cāo)度、水溫等(děng))設置好，并(bìng)将探頭根(gēn)據所得到(dao)的安裝距(jù)離安裝在(zai)标準👈管道(dao)上。
(3)啓動裝(zhuang)置，檢查密(mì)封性，保證(zhèng)不漏後調(diào)節流量至(zhì)所需流量(liang)♈點，待流量(liang)穩定後進(jin)行标定。
(4)由(yóu)于現場使(shǐ)用時超聲(shēng)波流量計(ji)的流量值(zhi)爲顯示值(zhi)，因此在實(shi)驗室标定(dìng)時，超聲波(bō)流量計的(de)流量值亦(yi)通過讀⭐數(shù)獲得，設✏️定(dìng)每點每次(cì)标定的時(shí)間爲60s，在标(biao)定時間内(nei)，每隔10s讀取(qǔ)一個顯示(shi)值，每次可(kě)以獲得🐅6個(ge)數據，将這(zhè)6個數據✔️去(qù)掉最大和(he)最小值，剩(shèng)餘4個做平(píng)均，得到該(gai)次的超聲(sheng)波流量計(ji)流量示值(zhi)(q)ij，而标準流(liu)量值(qs)ij由裝(zhuang)🌐置操作軟(ruan)件得到，從(cong)而算出Kij。
每(mei)點進行3次(ci)标定，從而(ér)得到Ki;
 
　　根據(ju)超聲波流(liu)量計的特(tè)性，分别在(zài)以下5個點(diǎn)進行标定(dìng):5、2、1、0.5以及0.3m/s，得到(dào)各流量點(diǎn)下的Ki，從而(er)算出超聲(sheng)波流量計(ji)🙇🏻在該管道(dao)材質及管(guǎn)徑下的流(liu)量修正系(xì)數K:
 
2.5流量修(xiū)正系數K
　　流(liú)量修正系(xi)數K彙總表(biǎo)如表1所示(shi)，K折線圖如(rú)圖2所示。
 
2.6應(yīng)用舉例
　　用(yòng)标準超聲(sheng)波流量計(jì)現場校準(zhun)一台DN100的電(dian)磁流量計(jì)，管道材質(zhì)爲碳鋼，超(chāo)聲波流量(liàng)計顯示值(zhí)爲qs=85.33m3/h，被校☁️電(diàn)磁流量計(jì)顯示值q=86.94m3/h。
2.6.1忽(hū)略不同材(cái)質對K的影(yǐng)響
　　由于此(cǐ)前标準超(chāo)聲波流量(liang)計隻在DN100的(de)不鏽鋼管(guǎn)道上🌈進行(háng)檢定，沒做(zuo)不同材質(zhi)的流量修(xiu)正系數K實(shí)驗，則此時(shi)K使用的是(shi)不鏽鋼材(cái)質的值，爲(wei)1.0123，标準超聲(shēng)波㊙️流量計(ji)顯示值爲(wèi)q's=qsxK=86.38m3/h，則示值誤(wu)差E'爲:
 
2.6.2考慮(lǜ)不同材質(zhì)對K的影響(xiǎng)
　　這種情況(kuang)下應該使(shi)用DN100、材質爲(wèi)碳鋼的K值(zhi)，查上表，得(dé)K=1.0181，那麽标準(zhǔn)超聲波流(liú)量計顯示(shi)值爲q"s=qsxK=86.87m3/h，此時(shi)示值誤差(cha)E"爲:
 
3使用流(liú)量修正系(xì)數K的注意(yi)事項
(1)對于(yu)現場校準(zhǔn)部分未在(zài)實驗室标(biāo)定過管徑(jing)的流量計(jì)(如DN32、DN40、DN65、DN80等)，可利(li)用實驗室(shì)标定過的(de)相鄰兩個(gè)管徑的流(liu)量修正系(xì)數K進🍓行插(chā)值得到。如(ru)現場校準(zhun)1台DN80，管道材(cái)質❓爲不鏽(xiù)☀️鋼的流量(liàng)計，可根據(jù)DN50和🌐DN100
的流量(liàng)修正系數(shu)Kxo進行現行(háng)插值得到(dao):
 
(2)标準超聲(shēng)波流量計(ji)每年周檢(jiǎn)時，需更新(xin)以上流量(liàng)修💃正系💯數(shù)K彙總表。
4結(jie)束語
　　利用(yòng)單位現有(you)的液體流(liu)量标準裝(zhuāng)置，對标準(zhǔn)超聲💃🏻波流(liú)量計進行(háng)了比較全(quan)面的标定(dìng)，從标定的(de)結果可以(yǐ)看出♻️，流量(liang)修正系數(shu)并沒有一(yī)定的規律(lü)可尋。對于(yú)未🔱能标定(ding)的管徑，可(ke)通過線性(xìng)插✨值得到(dao)其流量修(xiū)正系數。将(jiang)标定🐇得到(dào)的流量修(xiū)正系數用(yòng)于現場校(xiào)準中，可提(ti)高在線校(xiao)準的計量(liang)精度。

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