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    技術文章  

    超聲波流量計中單相液體測量穩定性分析


    發布日期:2022-05-06 點擊:101次
      根據超聲波流量計檢定的相關標準,實驗中對DN80大口徑超聲波流量計5個常用的典型流量值 3.00m3/h、3.50m3/h、4.00m3/h、4.50m3/h5.00m3/h進行流量測量。實驗中在每個設定流量值附近重復5次測量,為保證稱重裝置的有效運行和測量數據的穩定性,每次測量保持管道內液體通過 90s,待管道內液體流動穩定后開啟稱重裝置,并同時記錄測量時間內待測超聲波流量計的累積體積Q1Q2。以稱重裝置測量的液體體積Q作為流量測量標準值,以待測超聲波流量計累積體積的示值差△Q作為超聲波流量計的測量值。其中,超聲波流量計測量誤差e
     

      實驗中通過檢定平臺的控制系統對流入管道的液體流量進行調節,由于液體流動的波動性,實驗中流量值最終穩定在 3.05m3/h、3.50m3/h、4.09m3/h、4.53m3/h4.90m3/h。由式(4-2)計算各流量值下三種超聲波流量計對單相液體流量的測量誤差如圖4-7所示,圖中橫坐標軸為測量管道入口流速,縱坐標軸為超聲波流量計測量誤差,實線表示單聲道超聲波流量計的測量誤差,虛線表示三聲道超聲波流量計測量誤差,點畫線表示外夾式超聲波流量計測量誤差。
     

      由于各超聲波流量計的安裝位置遠滿足“前十后五”的流場要求,當測量管道內只通過單相液體時,管道內流場分布比較簡單,由圖4-7可以看出三種超聲波流量計的測量誤差都比較小。其中三聲道超聲波流量計聲道分布復雜,可以更加準確的提取流場信息,測量結果誤差最小,平均測量誤差僅為0.39%,而且在不同流量值下測量誤差分布最密集。由于單聲道流量計聲道分布簡單,測量誤差分布波動性比較大,而且單聲道流量計的測量結果偏大,實驗中平均測量誤差為1.07%。外夾式超聲波流量計傳播聲道經管壁多次反射實現對液體流量信息的提取,從圖中可以看到外夾式流量計誤差分布比較穩定,但是外夾式超聲波流量計測量結果偏小,實驗中平均測量誤差為-0.81%。
      通過實驗分析可以看出,在超聲波流量計安裝工況良好,管道內只有單相液體流動時,測量管道內流態分布比較均勻,三種超聲波流量計的測量誤差差別不明顯。其中,三聲道超聲波流量計由于聲道復雜測量精度最高,而單聲道流量計和外夾式超聲波流量計在測量精度要求不高的場合也可以滿足測量需求。
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