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技术文章  

超声波流量计中单相液体测量稳定性分析


发布日期:2022-05-06 点击:175次
  根据超声波流量计检定的相关标准,实验中对DN80大口径超声波流量计5个常用的典型流量值 3.00m3/h3.50m3/h4.00m3/h4.50m3/h5.00m3/h进行流量测量。实验中在每个设定流量值附近重复5次测量,为保证称重装置的有效运行和测量数据的稳定性,每次测量保持管道内液体通过 90s,待管道内液体流动稳定后开启称重装置,并同时记录测量时间内待测超声波流量计的累积体积Q1Q2。以称重装置测量的液体体积Q作为流量测量标准值,以待测超声波流量计累积体积的示值差△Q作为超声波流量计的测量值。其中,超声波流量计测量误差e
 

  实验中通过检定平台的控制系统对流入管道的液体流量进行调节,由于液体流动的波动性,实验中流量值最终稳定在 3.05m3/h3.50m3/h4.09m3/h4.53m3/h4.90m3/h。由式(4-2)计算各流量值下三种超声波流量计对单相液体流量的测量误差如图4-7所示,图中横坐标轴为测量管道入口流速,纵坐标轴为超声波流量计测量误差,实线表示单声道超声波流量计的测量误差,虚线表示三声道超声波流量计测量误差,点画线表示外夹式超声波流量计测量误差。
 

  由于各超声波流量计的安装位置远满足“前十后五”的流场要求,当测量管道内只通过单相液体时,管道内流场分布比较简单,由图4-7可以看出三种超声波流量计的测量误差都比较小。其中三声道超声波流量计声道分布复杂,可以更加准确的提取流场信息,测量结果误差最小,平均测量误差仅为0.39%,而且在不同流量值下测量误差分布最密集。由于单声道流量计声道分布简单,测量误差分布波动性比较大,而且单声道流量计的测量结果偏大,实验中平均测量误差为1.07%。外夹式超声波流量计传播声道经管壁多次反射实现对液体流量信息的提取,从图中可以看到外夹式流量计误差分布比较稳定,但是外夹式超声波流量计测量结果偏小,实验中平均测量误差为-0.81%
  通过实验分析可以看出,在超声波流量计安装工况良好,管道内只有单相液体流动时,测量管道内流态分布比较均匀,三种超声波流量计的测量误差差别不明显。其中,三声道超声波流量计由于声道复杂测量精度最高,而单声道流量计和外夹式超声波流量计在测量精度要求不高的场合也可以满足测量需求。
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