超声波流量计在相关领域中已经获得了十分成功的应用,国外学者对此进行了大量研究。相比较而言,我国对于超声波流量计的研究较少,而气体超声波流量计存在信号不稳定、信噪比较高等问题,严重制约了其产品化发展。所以研究影响气体超声波流量计计量精度的意义有深远影响。
1、气体超声波流量计计量运行原理
当前,较为常见的超声波流量计系统能够在计算机技术支持下,直接输出标准条件下体积量。而气体超声波流量计将天然气作为基础,通过压力变送器、在线色谱分析仪等设备完成计量工作。相比较传统设备而言,这种计量模式不仅能够提高工作效率,还能够为科学决策提供依据,该设备将成为使用领域未来发展的必然选择。
在具体应用中,超声波流量计信号处理单元通过对筒体中的气体流速等要素进行测量,然后利用在线色谱分析仪等设备计算获得体积流量,最后上传至站控系统当中。
2、降低气体超声波流量计量精度的主要因素分析
影响气体超声波流量计量精度因素很多,较为关键的体现在三个方面:
信号方面
超声波理想媒介中传播,不会出现声波减弱现象,相反,在非理想媒介中传播过程中,声波会随之距离的增加而呈现递减的趋势,形成将声波转换为热耗散的过程。在研究中能够发现引起媒介对声波吸收的因素较多,主要由粘滞吸收与热传导两部分构成。
硬件方面
试验表明,当传感器之间的安装距离相对误差在5%之内时,流量相对误差在10%,也就是说前者越大,后者也将随之增加。而管道内径相对误差为-3.3%时,流量误差为-5%。同时,超声波流量计换能器、信号处理等配件的安装质量也将影响设备运行。如某计量站流量安装运行后,受到第二声道探头接线松动引起的声道声速变小,导致设备计量精度大打折扣。
流场方面
流场作为重要影响因素,虽然当流体流速较小时,其沿着直线传播,但是这种差别仍然不容忽视。在特定条件下,设备偏移距离与探头半径相当,收到的信号幅值将会被削弱,进而影响到计量精度。
此外,在流量计运行过程中,压力、温度测量都是由现场远传仪表完成测量目标,该数值直接参与到流量计算当中。就公式来看,获取的压力和温度对于流量计计量结果具有直接影响。压力与流量之间呈正相关,而温度与流量呈现负相关。受到工作环境等外界因素的变化,得到的测量结果也会发生偏差。综上所述,超声波流量计计量精度影响因素不仅限于某一方面,要想提高其计量精度,需要从多个方面入手。
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