超聲流量計在液體實流標定中的難點分析與解決方案

隨著當前經(jīng)濟技術的發(fā)展，超聲流量計被越來越多地應用在液體物質(zhì)貿(mào)易計量中。上海上儀股份公司超聲波流量計是一種常用不直接接觸被測介質(zhì)的非接觸式流量計，它通過測量超聲波技術在介質(zhì)內(nèi)的傳播時間差來測量流體的流速，進而計算出流體的流量。它采用了先進的多脈沖技術、信號數(shù)字化處理技術及糾錯技術，使流量儀表更能適應工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟、準確。超聲波流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，上海上儀股份公司特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點，它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。但液體超聲波流量計與機械式流量計不同的是流量計的計量具有滯后性，使得流量計對液體流量擾動具有高敏感性，這是在檢定液體超聲波流量計的難點。本文分析了液體超聲波流量計的相關特性，依據(jù) JJG1030-2007 超聲波流量計檢定規(guī)程以標準表為標準裝置做流量計的實流標定。

1 液體超聲波流量計的相關特性

1.1 液體超聲波流量計的優(yōu)勢

超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質(zhì)流量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測量。它的測量準確度很高，幾乎不受被測介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。且量程比高，無機械傳動部件不容易損壞，免維護，壽命長。獨特的信號數(shù)字化處理技術，使儀表測量信號更穩(wěn)定、抗干擾能力強、計量更準確。

1.2 液體超聲波流量計的缺點

超聲波流量計主要由流量計表體、超聲換能器及其安裝部件、信號處理單元和流量計算機組成。先進的控制理論和成熟的電路設計為流量計多種功能的實現(xiàn)奠定了基礎，如果要提高流量的測量精度 , 就要進一步完善測量線路的設計，提高對聲速的測量。超聲波流量計高度集成的電路設計勢必會提高設計制造的成本與難度，而一旦發(fā)生故障，維修難度也相應增加。另外，超聲波流量計可測流體的溫度范圍受超聲波換能器鋁及傳感器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前在 200℃以上的流體測量中還不適用超聲波流量計。

2 液體超聲波流量計的標定

結合超聲波流量計的相關特性，分析超聲波流量計在液體實流標定中的難點。非常好，在策略上要結合數(shù)據(jù)進行分析，以實驗作為基礎，保證各個流量的穩(wěn)定液體超聲波的流速測量也有很大的變化，每次的聲道都要以測速的結果和區(qū)域為指標，使得整個測量速度和傳感器在位置上得到統(tǒng)一性，在變化的原因主要是以不同的流體為主，實現(xiàn)擾動，在每次的擾動上主要以漩渦和管閥件及其整流器為主，在進行越靠近的狀態(tài)下，還要保證數(shù)據(jù)的發(fā)散性越大，當然在穩(wěn)定情況下，還要保證聲道的速度使得固定，這樣的液體超聲的聲道和流速平均值得到合理性。第二，合理的擾動頻率和頻譜。結合流體力學來進行分析，每次的流速都會產(chǎn)生高頻率，以管段上游的管閥來說，整流器會不斷地導致高頻的擾動，一旦流速出現(xiàn)變化或者發(fā)生變相，那么會導致低頻擾動，在此過程中還要結合各聲道流速的變化也會在此過程中實現(xiàn)擾動，使得在低頻量擾動過程中出現(xiàn)完善的聯(lián)系。每次進行流體擾動時，都會導致液體超超聲波產(chǎn)生一些不規(guī)則的脈沖現(xiàn)象。第三，合理的合成脈沖來完善超聲波流量計的相關部件來產(chǎn)生脈沖。流量計通過測量超聲波技術在介質(zhì)內(nèi)的傳播時間差來測量流體的流速，計算出得到平均流速，從而輸出脈沖信號，在輸出過程中以信息滯后為特性，在正常情況下，還需要設置出適合的儀表系數(shù)，使得在脈沖狀態(tài)下完善測量精度。在標定的狀態(tài)下，脈沖信號延遲對測量的精度有影響，使重復性變化大，導致儀表系數(shù)發(fā)生變化。因此，在標定液體超聲波流量計時盡可能減少流體不穩(wěn)定對檢測過程的影響。

超聲波流量計在選擇檢測方法時一般以標準表作為標準裝置，由于超聲流量計存在不均勻的脈沖輸出，導致對其進行檢定的容積值巨大。大型體積管在制造、使用、運輸方面存在有很多不便之處，嚴重制約著超聲波流量計的檢定工作。同時，還要完善以標準表法水流量標準裝置檢測的工作原理是水流在相同時間間隔內(nèi)，連續(xù)通過標準表（組）和被檢表，用比較的方法確定被檢表的誤差。根據(jù)超聲波流量計不同口徑、流量范圍，選擇合適的標準表和管段進行檢測。標準表法檢測可以實現(xiàn)累計流量體積值的比較及瞬時流量的比較，操作方便，數(shù)據(jù)能實時準確的顯示在控制系統(tǒng)中。當然對于口徑大于 DN600或者不適合拆卸運輸檢測的超聲波流量計也可選擇在線檢測。

3 結語

本文針對超聲流量計在液體實流標定中的難點與解決方案進行分析，上海上儀股份公司主要結合不同流量計來完善和解決其中的不足和難題，還要結合當前液體超聲波的特性來完善，以優(yōu)勢來保證標定的穩(wěn)定性。同時，結合這樣的方法來完善解決方案，以經(jīng)濟性能高、性價比高的優(yōu)勢來完善。