影响超声波流量计测量准确度的因素探讨
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一种提升时差法超声波流量计精度的方法
提升时差法超声波流量计精度的方法包括但不限于以下几点:
1. 选择合适的换能器:换能器的性能对于流量计的精度至关重要。
选择具有高频、低噪声和高灵敏度的换能器可以提高流量计的精度。
2. 正确安装换能器:确保换能器安装在管路上,使得超声波的传输路径与流体流向垂直。
如果安装不正确,可能会影响超声波的传输,从而导致测量误差。
3. 流体特性分析:了解流体的物理特性,如密度、声速和粘度等,可以帮助调整流量计的参数,从而提高测量精度。
4. 环境因素控制:温度、压力和振动等因素可能会影响超声波的传输和接收,因此需要对这些因素进行控制或补偿。
例如,可以对温度和压力进行测量并补偿到流量测量中。
5. 信号处理和算法优化:改进信号处理技术和算法可以减少噪声和其他干扰的影响,从而提高测量精度。
例如,可以采用数字滤波器、信号增强技术和先进的信号处理算法等。
6. 定期校准和维护:定期对流量计进行校准和维护可以确保其准确性和可靠性。
这包括检查换能器的状态、清理管路和检查连接等。
7. 培训和技术支持:提供适当的培训和技术支持可以帮助用户更好地理解和使用流量计,从而提高其测量精度。
以上方法仅供参考,具体实施还需要根据实际情况进行调整。
超声波流量计参数
超声波流量计参数
1、精度:超声波流量计的精度主要取决于测量流速的准确性,常用的
准确度为+/-1% 或者 +/-0.2%。
2、测量范围:超声波流量计的测量范围一般以磁场对流器上的介质温度、密度和浓度相关。
3、温度组态:超声波流量计采样时,需要注意介质温度,仪表超声波
流量计大多还只能支持常温(25℃)的采样。
4、压力组态:为了等比缩小流量计精度和测量范围间的差异,压力组
态十分重要。
一些超声波流量计可支持最大操作压力可达200MPa,弹
簧保护型流量计可支持630MPa的最大压力。
5、流路保护:由于超声波流量计的测量原理,仪表内部的磁场对流器
容易受到砂石和气泡以及偶然可能出现的脏物侵蚀,因而流路要求需
要过滤,此外磁场对流器本身也有防止水蚀的要求。
6、压力损失:调整超声波流量计的流路,可以降低其受至的压力损失,不同的流量计在不同的流量下的压力损失也不一样,一般来说,流量
越大压力损失越小,因此在实际安装该仪表时,需要严格控制压力损
失的大小。
7、耗电量:超声波流量计的耗电量一般0.5-2W,由脉冲转换,过程变送,仪表本身信号放大等组成,安装时要考虑仪表是否可以满足要求。
8、工作温度:超声波流量计的适用温度主要受介质温度和机体环境温
度有关,一般来说,该设备工作温度基本可达80℃,而在安装或调试时,介质与机体环境温度应达到指定值。
超声波流量计标准
超声波流量计是一种利用超声波传感器测量流体流速的装置。
它具有非接触式测量、精度高、可靠性强等特点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
然而,为了确保超声波流量计的测量结果准确可靠,需要严格遵守一系列的标准。
首先,超声波流量计的安装必须符合相关的标准要求。
安装位置应该避免有气泡、悬浮物和颗粒物的干扰,同时要保证传感器与管道轴线平行,以确保测量的准确性。
此外,安装过程中还需要考虑到流体的温度、压力等因素,以确保测量的准确性和稳定性。
其次,超声波流量计的使用和维护也需要按照标准进行。
在使用过程中,需要定期对设备进行校准和维护,以确保测量结果的准确性。
同时,操作人员需要接受专业的培训,了解设备的使用方法和注意事项,以免操作不当导致测量结果出现偏差。
另外,超声波流量计的精度和可靠性也是衡量其标准的重要指标。
在选型时,需要根据实际的测量要求和工况条件选择合适的设备型号,并严格按照厂家提供的使用说明进行安装和使用。
此外,还需要定期对设备进行性能验证和检定,以确保其测量结果的准确
性和可靠性。
总的来说,超声波流量计的标准涉及到设备的安装、使用、维
护和性能验证等方方面面。
只有严格按照标准要求进行操作,才能
确保流量计的测量结果准确可靠,为工业生产提供有力的数据支持。
因此,对于超声波流量计的使用单位和操作人员来说,熟悉并严格
遵守相关的标准要求是至关重要的。
超声波流量计五种常见故障解决方法超声波流量计是一种流量计量技术,它利用超声波对流体进行测量,可以测量液体、气体等流体的流速和流量。
在使用过程中,超声波流量计也会出现一些故障,影响流量计的精度和稳定性。
本文将介绍超声波流量计常见的五种故障以及相应的解决方法。
1. 声速传输时间偏差声速传输时间是超声波流量计的关键参数之一,它影响到测量精度。
如果声速传输时间偏差过大,会导致流量计的测量结果不准确。
造成声速传输时间偏差的原因可能是超声波传感器安装不当或者超声波传感器所处的环境变化。
解决方法如下:•检查传感器的安装是否符合要求•调整传感器的位置,避免环境因素的影响•对超声波传感器进行校准2. 液体中杂质过多在测量液体的过程中,液体中存在着杂质,如气泡、沉积物等,会影响超声波的传播和接收,降低测量精度。
解决方法如下:•定期清洗超声波传感器以及管路•预处理流体,例如过滤、除泡3. 管路设计不合理管路的设计会影响到流体的流动状态,进而影响测量结果。
如果管路的设计不合理,会出现回流、静态流等问题。
解决方法如下:•设计合理的管路系统•增加流量计局部阻力•调整管路中的流体流动状态4. 超声波传感器的磨损超声波传感器在长时间运行中会出现磨损,降低测量精度。
解决方法如下:•定期更换超声波传感器•在传感器使用前后进行校准,以检测传感器的磨损情况5. 数据异常在使用过程中,可能会出现数据异常等问题,导致测量结果不准确。
解决方法如下:•检查流量计的工作状态•检查测量管路及其接口•检查数据传输的稳定性在使用超声波流量计的过程中,以上五种故障是比较常见的问题,需要我们及时发现并及时解决,以保证流量计的正常运行。
超声波流量计不正常的现象和故障分析超声波流量计是一种常用的流量测量仪器,适用于各种液体介质的流量测量。
但是在使用过程中,有时会出现一些常见的问题,导致测量数据不准确或者无法正常工作。
本文将分析超声波流量计常见的故障现象及其解决方法。
故障现象1. 信号不稳定超声波流量计的工作原理是通过发射超声波向流体介质中传输,通过接收到反射回来的超声波来测量流体介质的流速和流量。
如果信号不稳定,测量结果会受到影响。
导致信号不稳定的原因可能是:•接收器或发射器故障•测量介质的温度或压力变化•测量介质中含有气体或泡沫2. 测量值不准确超声波流量计的测量值主要受到流体介质的影响,如果测量值不准确,则有可能是以下原因导致:•测量时超声波遇到悬浮物或沉积在管壁上的污垢•发射和接收器之间存在物理干扰•测量介质的物理特性发生变化(例如温度和密度)3. 无法正常工作有时超声波流量计会出现无法正常工作的情况,如无法通电或无法采集测量数据。
此时,可能是以下原因之一造成的:•超声波流量计电源故障•测量系统接线松动、短路或断开•测量介质不符合要求或流量计未正确安装故障分析及解决方法1. 信号不稳定•检查超声波流量计的发射器和接收器是否故障或者损坏,如果是,及时更换或维修。
•检查测量介质的温度和压力是否稳定,在温度变化大的环境中建议使用补偿器来精确衡量流量。
•如果测量介质中含有气体或泡沫,可以使用波纹管或气体分离器,在测量位置设置冲洗管,能够有效地消除气体和泡沫。
2. 测量值不准确•定期清洗管壁,除去悬浮物和厚积的污垢等物质。
•确保测量介质中无气体和泡沫,并且更换不合适的测量介质,以免干扰测量。
•测量时,避免物理干扰,可以选择不同的安装位置或更改发射和接收器的位置,使测量更精确。
3. 无法正常工作•首先确保超声波流量计有电,如有需要请更换或修复电源。
•检查测量系统的接线是否松动、短路或断开,需要重新连接,或者修复断路。
•当超声波流量计无法正常工作时,可以通过调整测量介质的流量和速度,或者重新安装流量计来检查有无故障。
超声波流量计计量误差分析及控制措施研究王鹏1 魏元禄2发布时间:2023-06-03T06:52:06.570Z 来源:《中国科技信息》2023年6期作者:王鹏1 魏元禄2 [导读] 随着清洁能源的快速发展,天然气已进入千家万户,较好的满足了用户对于能源的使用需求。
流量作为天然气计量交接中的重要参数,其计量是否准确直接关系交接计量双方的经济利益。
超声波流量计凭借口径大、精度高、量程广在各级输气场站中得以广泛应用。
然而受到多种因素影响,超声波流量计量误差现象不容忽视,需要针对误差原因,采取针对性控制措施。
因此,文章重点就超声波流量计计量误差分析及控制措施展开分析。
国家石油天然气管网集团有限公司山东省分公司山东省 250000摘要:随着清洁能源的快速发展,天然气已进入千家万户,较好的满足了用户对于能源的使用需求。
流量作为天然气计量交接中的重要参数,其计量是否准确直接关系交接计量双方的经济利益。
超声波流量计凭借口径大、精度高、量程广在各级输气场站中得以广泛应用。
然而受到多种因素影响,超声波流量计量误差现象不容忽视,需要针对误差原因,采取针对性控制措施。
因此,文章重点就超声波流量计计量误差分析及控制措施展开分析。
关键词:超声波流量计;计量误差;控制措施随着科学技术的飞速发展,各种类型的流量计应运而生,其中超声波流量计是一种比较新型的测试仪器,在天然气检测过程中可以发挥非常显著的优势。
在超声波流量计测量过程中,由于操作过程中涉及的影响因素特别多,严重影响了其性能。
因此,有必要高度重视相关内容,重视对相关影响因素的制约和控制,使其测量质量和效果更加准确,从而充分发挥其应有的作用。
1超声波流量计工作原理超声波流量计主要由流量计本体和支撑流量计、压力变量和温度变量组成。
气体流量的测量主要基于超声脉冲在气体中的正向电流传播和逆向电流传播之间的时间差(见图1)。
图1 速度计算原理图2超声波流量计计量误差的主要影响因素2.1噪声影响因素在超声流量仪表的测量过程中,管道的数量很多。
超声波流量计直管段不够长误差超声波流量计是一种常见的流量测量仪器,主要通过发送和接收超声波信号来测量流体的流速。
然而,在使用超声波流量计时,我们可能会遇到一个常见的问题:直管段不够长导致误差。
直管段长度是超声波流量计测量稳定性的重要因素。
根据超声波原理,我们知道超声波在流体中传播时会发生折射、反射等现象,这个过程需要一段足够长的直管段来保证流体的速度分布均匀,减小流动纹理及涡流的影响,从而提高测量的准确性。
如果直管段长度不够长,流体在流经测量点时的流速分布就不均匀,会导致测量结果产生偏差。
具体表现为测量数值波动较大、不稳定的现象,给实际工程运行和流量控制带来了困扰。
那么,如何解决这一问题呢?首先,我们可以通过增加直管段长度来提高测量的准确性。
根据经验,一般情况下,超声波流量计的直管段长度应满足一定的要求,具体可咨询仪器生产厂家或相关专业技术人员进行确定。
增加直管段长度可以有效减小流速分布的不均匀性,提高测量精度。
此外,我们还可以考虑引入流速剖面修正系数,来校正因直管段不够长而产生的误差。
通过预先测量直管段长度不够长时的流速分布情况,并进行分析和计算,可以得到相应的修正系数,以减小测量误差。
另外,合理设置超声波流量计的安装位置也是重要的一点。
通常情况下,我们应该选择距离管道弯曲、分支等干扰因素较远的位置,尽量避免由于管道结构造成的流体扰动,从而减小误差。
在实际的工程应用中,我们还应注意及时清洗和维护超声波流量计,以保持其正常工作状态。
如有必要,可以进行定期校验和校准,以提高流量测量的准确性和稳定性。
总之,直管段不够长导致超声波流量计误差是一个常见的问题,但我们可以通过增加直管段长度、引入流速剖面修正系数以及合理安装位置等措施来解决。
这些方法不仅可以提高测量的准确性,也能保证流量计的正常运行,为工程实际应用提供更可靠的数据支撑。
第7卷第4期2009年12月中 国 工 程 机 械 学 报CH I N ESE JOU RNAL O F CONS TRUCT ION MAC HIN ERY Vol.7No.4 Dec.2009作者简介周爱国(3),男,副教授,工学博士2z @j 超声波流量计影响因素的分析及对策周爱国,阮杰阳,刘 凯,陆敏恂(同济大学机械工程学院,上海 201804)摘要:气体超声波流量计在信号、硬件电路、流场等因素的问题,严重制约了产品的计量精度、稳定性、重复性等基本指标,制约了产品化的发展.分别从上述三方面深入研究了超声波流量计影响因素,并提出一些针对性的解决方法,对今后深入研究超声波流量,提高流量计的适应性和精度具有实际作用.关键词:超声波;气体流量计;影响因素;适应性中图分类号:TN 912 文献标识码:A 文章编号:1672-5581(2009)04-0469-05An al ysis a n d s t r at eg y f o r i mp acts o n ul t r as o nic f l ow met er sZHOU Ai 2g uo ,RUAN J i e 2y a ng ,L IU Kai ,L U Mi n 2x u n(Coll ege of Mechani cal Engi neeri ng ,Tongji Universit y ,S hanghai 201804,Chi na)A b s t r act :The p roduct meas ure ment p recis ion ,s tabili t y and ro bust ness are cri tically co ns t rai ned b y s uch fact ors as sig nal ,hard ware ci rcui t an d flow field on ult ras onic gas flow met ers.T he imp acts an d s olut ions a re sp ec ul at ed bas ed on t he besp o ke fact ors .T herefo re ,t his ap p roach p aves a ven ue for imp rovin g th e adap t a 2bilit y an d p recisio n of flow met e rs.Ke y w or ds :ult ras onic w ave ;gas flow mete r ;impact ;adap tabilit y 超声波气体流量检测技术是近年来流量检测领域的一个亮点,从目前在中、大口径管道气体流量计量中的应用情况来看,超声波流量计在计量精度、可靠性、压力损失、维护费用以及制造成本等方面相比其他计量器具都有自己独到的优势,特别是在天然气输送领域,超声波流量计已有成为最佳选择的趋势[1].气体的超声流量测量存在传播衰减大、信号不稳定、信噪比提高受制约、声透射率不稳定、声学噪声干扰和气体流场不稳定等严重问题,液体超声波流量计中已经成熟的信号处理方式根本不适于气体测量领域.由于以上问题的存在,严重制约了产品的计量精度、稳定性、重复性等基本指标,制约了产品化的发展[2].1 信号因素分析1.1 超声波的衰减特性超声波在非理想的媒介中传播时,会出现声波随着距离增加而逐渐衰减的物理现象,产生了将声波转换为热耗散过程,这就称为媒质中的声衰减,或叫做声吸收.引起媒质对声波吸收的原因很多,主要有粘滞吸收和热传导.根据声吸收的通用公式[3]:α=αχ+αη1+αR (1)式中:α为声衰减系数;αχ为声的热传导系数,αχ=ω22ρ0c3χ1c V -1c p ,ω=2πf ,f 为超声波发射频率,ρ0为传:197-.E mail :houai guo to ng 中 国 工 程 机 械 学 报第7卷 播媒介密度,c 为声波传播速度,χ为热传导系数,c V 为比定容热容,c p 为比定压热容;αη1为声的粘滞吸收系数,αη1=4ω26ρ0c 3η1,η1为切变粘滞系数;αR 为声的容变吸收系数,αR =ω22ρ0c3η2,η2为容变粘滞系数.将αR ,αη1和αχ的表达式代入式(1)可得α=ω22ρ0c343η1+χ1c V -1c p +η2令A η1=8π2η13ρ0c 3,A χ=2π2ρ0c 3χ1c V -1c p ,A R =π2η22ρ0c3,得α=f 2(A η1+A χ+A R )(2) 在常温常压下,空气的容变粘滞系数为:η2=1.7×10-3N s m -2,空气的密度为ρ0=1.21kgm -3,声波在空气中的速度为:c =344m s -1.将η2,ρ0,c 代入A R 计算式可得:A R =1.624×10-10s 2m -1.查表得[4]:在常温常压下,空气的A η1=0.99×10-11s 2m -1,A χ=0.38×10-11s 2m -1.本系统采用f =200kHz.将A η1,A χ,A R ,f 代入式(2)可得:α=7.04.超声波在介质中传播时,由于声波的扩散、散射和吸收,其衰减特性满足下式:P (x )=P 0e -αx (3)式中:P (x )为传输距离x 处的振幅;x 为接收探头到发射探头的距离;P 0为声压初始振幅(x =0).1.2 超声波衰减验证实验从图1可知,本系统采用200kHz 的超声波发生器,信号经过放大和滤波环节后,用示波器观察信号的电压峰值.图1 超声波衰减实验框图Fi g.1 U ltr as onic w a ve w ea ke n e xpe rime nt dia gra m由图2可以看到当探头距离小于30cm 时,理论曲线和实际曲线接近重合,当距离大于30cm 以后,实际信号曲线的斜率比理论斜率小,存在的原因是采集电路上存在固定的周期性的噪声干扰,当探头距离逐渐变大时,接受电路的信噪比降低,如图3为收发探头相距35cm 处信号采样,可见此处的信噪比为10∶1.图2 超声波信号衰减图Fi g.2 U lt ra sonic wa ve si gn al a tte nuat ion c hart 图3 35cm 处实验信号和噪声图Fi g.3 Exper ime nt signal and noise c ha rt in 35cm1.3 超声波探头的选择超声波传感器又称为超声波换能器或超声波探头,在系统中它完成了高频声能与电能之间相互转化.按能量转换原理,超声波换能器可分为磁性换能器和电性换能器.本课题采用的超声波传感器是电性换能器,属于压电式[5].频率选择,首先要考虑在最大传播距离内,接收器能接收到足够声压与强度的超声波信号其次还要考虑超声波振动因机械效应、热效应、化学效应、生物效应等对周围环境的影响从这两个方面来说,由式074.. 第4期周爱国,等:超声波流量计影响因素的分析及对策 (2)可知,超声波的衰减系数与超声波频率的平方成正比,空气中超声波频率越小越好,但是考虑到气体流量检测精度,超声频率越大越好,而太大的超声频率又将造成过大的信号能量衰减.将二者折衷考虑,气体超声波流量计的超声波传感器的振荡频率选择在100~200k Hz 的范围内为最佳.本系统选用200kHz 的收发一体的探头[6].2 硬件因素分析2.1 计时模块因素时差法超声波流量计的计量精度主要在于超声波顺逆流的时间的计时精度,本系统综合得出的气体流速计算式为v =(t 2-t 1)L t -11t -12arccos θ(4)式中:t 1为顺流超声波渡越的时间;t 2为逆流超声波渡越时间;L =20cm ,L 为超声波发射和接收探头之间的渡越距离;θ=30°.根据式(4)计算得出:1μs 的计时差就会产生25cm s -1的速度差,如果采用分辨率更高的专用计数模块可以提高流速测量的分辨率,但是成本也会大幅度地提高.信号检测电路的设计方式也会对测量精度产生巨大的影响,由于超声波声强波形大小会在外界情况的变化下发生变化,采用普通门槛式检测方式会产生Δt 的误差.2.2 计时模块的改进设计采用高速高精度的计数硬件方法,可以提高超声波流量计的精度,本系统采用50M Hz 时钟的FP GA (现场可编程逻辑门阵列)芯片,内部带有锁相环(PLL )电路,可以将系统频率提高到100MHz.既能实现高精度的计数,计时分辨率为10ns ,速度分辨率为2.5m m s -1;同时也能实现系统后续的数据处理和系统控制,从总体上降低系统的设计成本.采用零点检测电路,将信号的计时截至时间定位图4中画圈处,用示波器观察的结果,如图5所示.图4 超声波检波波形图Fig.4 Ult r asonic w a ve detec tion c hart 图5 超声波过零检波波形图Fig.5 Ult r as onic w ave ze r o cr ossing de tection ch ar t观察图5,可见该电路设计能够消除因为信号不稳定而造成的误差Δt ,实现信号的过零检测.3 流场因素3.1 流速因素当流体流速比较小的时候,在工程上可以近似认为超声波射线是沿直线传播的.但是对于高速气体流量而言,这种差别是不能忽视的.假设管道直径为50m m ,声速和管壁的夹角为45°,声速为340m s -1,在流速为15,20,30ms -1时,对应声束偏移为6.24,8.32,12.50m m ,这样大的偏移距离已经和探头的半径相当,收到的信号幅值被严重削弱.如图6所示,当流体速度增加时,超声波的有效接受面积变小了,使接受信号强度变小.3 弯管对流场的影响上述所提及的充分发展的层流和紊流数学模型,实际情况往往不能和理想的数学模型相吻合气体需174.2. 中 国 工 程 机 械 学 报第7卷 经过相当长的直管段才能得到充分发展.全美气体联合会(A GA )发表的标准《A G A -9》建议在流量计的上游保留10倍管径的直管,下游保留5倍管径的直管.但即使如此,由于弯管所造成的流场分布不均匀,有报告指出可以传递到弯管后部22倍管径处[7].弯管引起的二次流动,其产生原因是弯管内外侧曲率不同.当内部流体微团运动时,由于离心力的不同,在管道截面上产生一个力场,从而推动流体微团产生径向运动.流动速度越快,管道弯曲半径越小,在管道内部的二次流强度越大,只有当流体由于内摩擦,并且失去了借以维持二次流的动力来源,其强度才会逐渐衰减.图7为理想的轴对称紊流和非对称紊流的流速分布图.由于流速分布的不对称,不能完全按照原理论数学模型进行流量的计算.实际上流量修正系数需要通过实验进行确定.图6 信号路径受流速影响示意图Fig.6 Signal pat h inf luenced by fl uidvelocity 图7 理想与实际流速分布示意图Fi g.7 I de al a nd r eal veloci ty dist r ibut ion3.3 流场的适应性设计图8 流量测量管道模型Fi g.8 Pipe m odel of fl ow me asu re ment 流量测量管道模型见图8,图中γ为超声波探头连线在管道横截面上的投影与管道横截面y 轴方向的夹角,L 为超声波探头连线中心到弯管出口的距离,D 为管道直径.通过应用流体仿真软件FL U EN T 的仿真结果,可以发现在流场保持不变的情况下,由于弯管的影响导致管道内的流速x 轴方向上的分布和y 轴方向上的分布是完全不一样,而且随着下游距离的变化,各截面流场的分布也是不一样的.在仿真的基础上,针对本管道特征,在理论上采用γ=90°,L =9.2D 和γ=70°,L =8.5D 都能以较小的流量误差来测量流道的真实流量值.实际安装过程中可以根据不同的安全要求选择合适的γ和L 的组合.4 结语通过分析以上各点的影响因素,可见超声波流量计需要在信号处理、硬件改进、提高安装精度、系统流场分析等方面进行更深入的研究,以提高气体超生波流量计的适应性和测量精度.本文主要在一次仪表上进行影响因素的分析,并提出了一些可实现的处理方法,但在实际设计中二次仪表的设计仍然存在很多的不稳定因素,因此还需要进行更多的研究,以提高气体超声波流量计的应用性.参考文献:[1] 杨声将,何敏,任佳.超声波流量计计量系统性能的主要影响因素[J ].天然气工业,2006,26(3):64-69.YAN G Shengjiang ,HE Min ,R EN Jia.Mai n facto rs i mpacti ng perfo rmances of ul t ras o ni cfl ow meter measurem ent system [J ].At ural G as I y ,6,6(3)66[] 李智录,杨震,张东生超声波流量计测流精度的实验研究[]西安理工大学学报,6,()6L I Z ,Y NG Z ,Z N G D T x y f f []f X ’U y f 274ndust r 2002:4-9.2.J .200221:9-72.hil u A hen H A o ngshe ng.he e pe ri me nt st ud o ul t ra so nic lo w met e r p re ci sio n J .J ou rnal o i a n nive rsit o 第4期周爱国,等:超声波流量计影响因素的分析及对策 Technol ogy ,2006,22(1):69-72.[3] 莫尔斯P M ,英格特K U.理论声学[M ].吕如榆,杨训仁,译.北京:科学出版社,1984.MOR SE P M ,IN GARD K U.Theoretical acou sti se[M].L V Ruyu ,YAN G Xunren ,Tras mat ion.Beiji ng :Science Press ,1984.[4] 杜功焕,朱哲民,龚秀芬.超声学基础[M].南京:南京大学出版社,2001.DU Gongh uan ,ZHU Zhemin 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如何有效的降低噪音对超声波流量计的影响?
超声波流量计以时差法为原理,测量圆管内液体流量,流体的流速与超声波顺流和逆流传播的时间差成正比。
此外还可用相差法、频差法等。
超声波流量计具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高、量程比宽(流速范围:0.01-12m/s)、抗干扰能力强等特点。
影响超声波流量计流量测量结果不确定度的因素很多,比如流量计上游直管段内壁粗糙度、气体成分、上游流体流态、噪声干扰、气体脉动等。
最常见的是管道中的噪声可能会干扰超声波流量计的工作,进而影响仪表的性能。
这种噪声最典型的产生部位是有压力降的地方如流量调节阀。
因此,如何有效的降低噪音对超声波流量计的影响?如下所示:
1、在安装条件固定的前提下,提高流量计本身的信号处理能力和诊断能力,能有效降低噪声。
2、在正常情况下,流量计的测量精度是很重要的。
在精度不能保证的情况下,应用流量计测量某个产生噪声的调节阀流量,必然会产生错误的结果。
所以,改善流量计对声脉冲的识别和检测,同时提供信号的过滤能力,能提供测量的准确度。
3、为降低噪声干扰,宜把流量计安装在调节阀的上游,好处是压力较高,信号较强,不会放大噪声。
4、加长流量计上下游直管段以及在超声波流量计和噪声源之间安装隔离设备都会减弱噪声。
但直管段长度可能需要多倍管径
才能消减噪声干扰,所以安装隔离设备更方便有效。
事实表明,过滤器、热交换器和涡轮设备都是良好的降低噪声的设备。
弯头、盲三通也能降低噪声,最好是安装盲三通,流体通过盲三通后噪声被反射回去。
5、用两个阀门来分担压力降的方法也能减少噪声的产生,但通常这种方法成本较高。