氣體超聲流量計(jì)的工作原理
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文章來源: 作者:1 點(diǎn)擊:345次 時(shí)間:2011-11-21 14:01:20
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氣體流量計(jì)推薦了氣體超聲流量計(jì)的工作原理、干標(biāo)措施在氣體超聲流量計(jì)標(biāo)定中的可行性和利用氣體超聲流量計(jì)干標(biāo)技巧的各個(gè)環(huán)節(jié)及應(yīng)順從的幾點(diǎn)要求。指出在切實(shí)利用中該措施本身也會(huì)引起測(cè)量的不確定性。
關(guān)鍵字:氣體超聲流量計(jì) 工作原理 干標(biāo)措施 利用
陜京線是我國(guó)現(xiàn)在輸送距離最長(zhǎng)、管徑最大的天然氣管道。該管道幾個(gè)分輸站已將氣體超聲流量計(jì)作為天然氣的流量計(jì)量?jī)x表利用。該儀表從原理上解脫了對(duì)流體動(dòng)能的依靠性,能夠測(cè)量較低的氣體流量,使流量計(jì)具有極其寬的量程比,并且在測(cè)量中不會(huì)引起壓力磨損,是比擬志愿的實(shí)用性貿(mào)易結(jié)算計(jì)量?jī)x表。
一、氣體超聲流量計(jì)的工作原理
工夫差法超聲流量計(jì)的工作原理見圖1(僅為單聲道的流量計(jì),也實(shí)用于其他構(gòu)造,與流量計(jì)的聲道數(shù)無關(guān))。
在流體管道中安裝有兩個(gè)既能發(fā)送又能接收超聲脈沖的探頭a和b,這種安裝措施能使一個(gè)傳感器公布的超聲脈沖被另一個(gè)傳感器接受,從而構(gòu)成聲道。在有流體流動(dòng)的管道中,超聲脈沖順流散布的速度比倒流快。流體的速度越快,超聲順流和倒流散布的的工夫差越大。各參數(shù)之間有如下聯(lián)系:
(1)
(2)
式中 l——聲道長(zhǎng)度,m
c——試探條件下的聲速,m/s
v——流動(dòng)介質(zhì)的速度,m/s
φ——被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)方向的矢量與聲道之間的夾角,(o)。
由式(1)和式(2)能夠獲得被測(cè)氣體流速:
(3)
式(3)闡明,氣體流速的測(cè)量與被測(cè)氣體的性質(zhì)(壓力、溫度等)無關(guān)。
二、干標(biāo)法標(biāo)定氣體超聲流量計(jì)的必需性和可行性
現(xiàn)在,在北美、南美和歐洲以及國(guó)內(nèi),對(duì)用于財(cái)務(wù)結(jié)算計(jì)量或貿(mào)易輸送計(jì)量的氣體超聲流量計(jì),等閑是在測(cè)驗(yàn)裝置上用規(guī)范表與參比表舉行比擬來標(biāo)定的。對(duì)于較小的氣體超聲流量計(jì)(口徑在300mm以內(nèi)),利用現(xiàn)有的裝置舉行標(biāo)定是比擬切實(shí)可行的。但由于較大口徑的氣體超聲流量計(jì)已極其普遍,如按慣例措施,讓用戶將流量計(jì)從利用的管道上拆卸下來,運(yùn)送到標(biāo)定裝置上舉行流量標(biāo)定,開支極其貴重,而且是一個(gè)極其費(fèi)時(shí)的過程。
實(shí)踐驗(yàn)證,干標(biāo)法對(duì)于孔板流量計(jì)是可行的??装辶髁坑?jì)的檢定是依據(jù)孔板幾何尺寸、對(duì)孔板安裝條件的驗(yàn)證和對(duì)二次儀表的驗(yàn)證來估價(jià)流量測(cè)量的不確定度??装辶髁坑?jì)未曾可動(dòng)部件,萬一所有的幾何尺寸、隸屬組件已被察看和標(biāo)定,其功能就可獲知。同樣,超聲流量計(jì)也未曾可動(dòng)部件,因而能夠穿越幾何尺寸的察看以及運(yùn)行個(gè)性的察看來確定流量計(jì)的功能。
三、氣體超聲流量計(jì)的干標(biāo)
流量計(jì)的干標(biāo)與流量標(biāo)定不同,它不是利用規(guī)范或參比表來察看流量計(jì)的收獲(被測(cè)氣體的體積/參比流量)。萬一管道幾何尺寸能被察看,而電子單元和探頭被測(cè)驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確測(cè)量氣體流速,穿越這兩局部的檢定,而能夠確定流量的準(zhǔn)確度,就可將此過程稱為間接檢定。但因這個(gè)檢定的收獲必需調(diào)劑流量計(jì)的組態(tài),因而這過程稱為干標(biāo)。
與孔板流量計(jì)的干標(biāo)措施相相仿,氣體超聲流量計(jì)的干標(biāo)基礎(chǔ)是幾何尺寸的標(biāo)定和散布工夫差等,并利用表格公式或數(shù)學(xué)表白式產(chǎn)發(fā)怒體測(cè)量與被測(cè)量的聯(lián)系式。為了確保流量計(jì)的功能并供給所舉行工作的數(shù)據(jù)察看追尋,干標(biāo)的各個(gè)環(huán)節(jié)都定然順從以下幾點(diǎn)要求。
(1)流量計(jì)幾何尺寸的檢定
對(duì)于干標(biāo),準(zhǔn)確檢定尺寸公差是一個(gè)極其重要的手段。定然測(cè)量與超聲氣體流量計(jì)的有關(guān)幾何參數(shù),以便測(cè)定聲道的角度和聲程(聲道的長(zhǎng)度)。
(2)電子線路與探頭功能的測(cè)驗(yàn)
在將電子線路與超聲探頭裝在流量計(jì)主體爾后,要舉行功能測(cè)驗(yàn),以確保流量計(jì)的電子線路組件(信號(hào)處理單元(spu)以及全副探頭)都能正常工作。
(3)電子線路的組態(tài)
在獲得準(zhǔn)確的尺寸測(cè)量收獲后,即將對(duì)超聲流量計(jì)舉行組態(tài),以習(xí)慣加工制造中的任何渺小改變。這些是僅有的組態(tài)項(xiàng)目,即對(duì)每一個(gè)特定的流量計(jì)舉行調(diào)劑(依據(jù)尺寸檢測(cè)報(bào)告得出的組態(tài)項(xiàng))。其他的組態(tài)項(xiàng)目對(duì)于一個(gè)給定的流量計(jì)口徑都是通用的,不會(huì)隨著流量計(jì)的個(gè)體而改換。穿越調(diào)劑通道長(zhǎng)度和角度來琢磨渺小的制造上的改變。等閑地φ聲道角為60o。萬一機(jī)械尺寸未曾準(zhǔn)確到千分之幾英寸,此夾角將會(huì)改換。測(cè)量原有尺寸并計(jì)算切實(shí)的夾角及聲程,能改進(jìn)流量計(jì)的準(zhǔn)確度。
(4)零流量察看
零流量察看測(cè)驗(yàn)指的是當(dāng)未曾流量時(shí),流量計(jì)應(yīng)無流量指示。若有流量指示,則是偽示值。萬一電子線路或探頭有計(jì)時(shí)偏差時(shí),就可能發(fā)生偽示值。即便未曾氣體流過流量計(jì),仍能檢測(cè)到探頭之間的傳輸工夫差。對(duì)于安裝在現(xiàn)場(chǎng)的氣體超聲流量計(jì),凡是流量計(jì)能被隔脫離來,就能舉行零流量察看測(cè)驗(yàn)。在舉行這項(xiàng)測(cè)驗(yàn)時(shí),該當(dāng)極其當(dāng)心,以避免誤解所得的收獲,尤其是隔絕閥門的輕微泄露或是由于日光微風(fēng)吹構(gòu)成的溫度梯度,都會(huì)波及測(cè)驗(yàn)收獲的可靠性。
(5)聲速計(jì)算
由超聲流量計(jì)工作原理可知,氣體流動(dòng)對(duì)聲速值波及不大。假想氣體的溫度、壓力和組分堅(jiān)持不變,不管流量多少,聲速都將堅(jiān)持相對(duì)不變。聲程計(jì)算中的任何偏差都將波及流量計(jì)的準(zhǔn)確度。將計(jì)算出的理論聲速與超聲流量計(jì)輸出的聲速舉行比擬并用調(diào)劑來調(diào)劑聲程,所得的收獲仍是由流量計(jì)測(cè)得的聲速測(cè)量值所能到達(dá)的最高精度。這么不但收縮了測(cè)量