仪器仪表直供热线 18952302362
三畅立异研发仪表、助力产业主动化进级

超声波流量计任务道理和减小计量偏差体例

由来: 小说家: 宣明日期英文:2019-09-24
      超音波波总水视频电磁2g涡轮用户量计的操作被誉为是很普及的武器产品之一,却说有好多人对其意思和零件及误差率值识别而不是很体会,手袋出格是零件,经常会不要看表明书和视頻可是没,以至于相互零件引发缺陷操作。文中先容了稳固外夹式超音波波总水视频电磁2g涡轮用户量计的之基意思、比较体例和误差率值原因,通过超音波波总水视频电磁2g涡轮用户量计的人物意思,先容了10 种扩大计量校准校准校准校准误差率值的体例。以四川省某天然气井 X 集气站外推广输总水视频电磁2g涡轮用户量计量校准校准校准校准少于现在产品的生产数量加以分析,操作抗噪膜进步奖计量校准校准校准校准高精度技艺体例,有价值解 决环境计量校准校准校准校准填空题。
 
1 概述
牢固外夹式超声波流量计具备精确、不变、操纵简洁,只要 将传感器按划定体例夹在管道上便可以或许丈量,无需破管道,而 且丈量精度比拟精确,普遍操纵气田集输、污染等范畴。经由进程掌 握其任务道理,操纵和装配体例对高含硫自然气的计量很是重 要。
 
2 超声波计量任务道理
 
2.1 根基道理 
超声波流量计是基于流体活动进程中对其内部声波旌旗灯号发生影响,并经由进程查抄声波旌旗灯号的变更来取得流量信息。当被测介质处于差别的流速状态时,超声波脉冲在其内部的传布速率绝对牢固的坐标体系(如仪表壳体)是差别的,传布速率的变更量和介质的活动速率有关。现有的超声波计量体例 可以或许分为传布速率差法、多普勒法、波束偏移法、相干法和噪 声法等范例[1]。
 
此中,传布速率差法接纳了超声波脉冲逆流和逆流传布时速率之差来反应流体的流速,完成丈量流速的目标,被普遍应 用于油气集输、污染等范畴。该丈量体例经常操纵的现场装配体例如图 1 所示,包含 V 法、X 法和 Z 法。
————————
 
气体的超声流量丈量存在传布衰减大、旌旗灯号不不变、信噪 比低、声透射率不不变、声学噪声搅扰等影响,流量计计量精 度、不变性、反复性等目标不肯定性增大,四川某气田现场接纳 Z 法(直射法)的装配体例,下降超声波旌旗灯号的衰减程度,进步计
量精确性。
 
2.2 计较体例 
图 2 给出了超声波流量计 Z 法装配体例的简化布局,装配 角 φ 是 Tx1 和 Tx2 两个换能器绝对管道轴线的夹角,管径为 D。
————————
超声波的现实传布速率 c 是声速 c0 和流体在声道方向上的速率份量 υcosφ 的和:
——————
超声旌旗灯号在流体中向下流和向下流的传布时候可以或许经由进程公式(2)(3)给出:
————————
 
式(2)(3)停止清算可以或许取得以下干系:
——————
按照公式(6)可以或许取得超声脉冲传布途径上的流体线平均 流速 v,取得体积流量还须要进一步换算。为了肯定全部管道横截面上的流体平均轴向活动速率,就须要晓得流量批改系数 Kh,系数 Kh 是经由进程在流量计管段内的速率散布剖面导出,由此 取得流量计声道上的平均流速和全部管道的面平均流速的关 系:
——————————
2.3 偏差缘由
按照超声波流量计的计量道理及计较公式和丈量不确 定度阐发,从偏差源的性子和发生缘由[2- 3]可以或许归结为以下几
点:
(1)超声传布时延估量操纵的时候基准偏差。 
(2)超声的现实传布长度偏差。 
(3)装配效应致使面平均流速丈量偏差。 
(4)旌旗灯号失真致使的流场信息取得不精确。 
 
3 超声波流量计减小偏差的体例 
(1) 丈量地位应选在探头下流大于 10D 和下流大于 5D,充 满液体的直管段处;双弯管和半开阀须要更多直管段;对外 夹式气体体系,倡议很是小接纳 20 倍的下流直管段[4]。 
(2)丈量点挑选应尽可以或许阔别泵、阀门等装备,避免搅扰。因 要尽可以或许丈量平直流体,避免紊流带来的丈量偏差。 
(3)传感器在程度管线上装配时,应与垂直线有很是小 20° 的夹角。以避免气体在管道顶部堆积时发生的波束搅扰[5]。 
(4)避免在雷诺数过渡区丈量,当 1000<Re<5000 可以或许取得 很是好精度。 
(5)丈量点处应无焊缝,无振动及无电磁搅扰源等;供给测 试管道设想参数,现场用卡尺或钢卷尺和超声波测厚仪对管道 外径及壁厚停止复核,为减小偏差,管道外径及壁厚应停止多 点丈量后取其平均值。 
(6)管路管材应平均密实,易于超声波传布。 
(7) 必须把待装配换能器的金属管道外表打磨 3 倍探头面 积,去掉锈迹油漆,使管壁外表滑腻平坦,显露管道金属的原有 外表并坚持原有弧度。 
(8)气体超声波流量计与液体超声波流量计比拟,丈量旌旗灯号更轻易遭到乐音旌旗灯号搅扰,若是信噪比在 10:1 以下,就没法准 确丈量[6]。是以在将换能器牢固在管道上前,为减小管道乐音旌旗灯号对丈量成果的影响,应在管道外壁粘贴气体耦合剂薄膜,贴时应尽可以或许削减气泡的发生,避免氛围、沙尘和锈迹进入;如发生气泡应将气泡弄破,开释出气体。 
(9)充实斟酌管内硫堆积,结垢和侵蚀等状态,尽可以或许挑选管内无堆积物,无侵蚀的管段停止丈量。 
(10)夹具应牢固在换能器的中间局部,使之不易滑动。 
 
4 抗噪膜手艺操纵
因为四川某气田 X 集气站管道材质不平均,构成超声波反 射和散射构成杂波而发生乐音,严峻影响丈量信噪比,致使计 量偏差大,现场显现数据比现实产宇量偏低。抗噪膜(或称阻尼 膜)手艺能过滤反射波,保留透射波,有用去除乐音,进步信噪 比,并且对管壁无影响,是一种进步计量精度的高效体例。
 
4.1 抗噪膜厚度计较 
抗噪膜的厚度以四分之一超声波波长挑选,对应频次接纳 探头的中间频次为 144,谐振频次 32/144 =0.222 MHZ,波长 λ 抒发式为:
————————
声速在抗噪膜的数值为 1838160 mm/s,可以或许计较的取得超 声波波长为 8.28mm 那末抗噪膜的厚度按 1/4 波长来挑选,则抗
噪膜的厚度为 2.07mm。 以 CC129 参数规范,每张抗噪膜的厚度是 0.027inches,换 算单元后约为 0.69mm,是以在该工况前提下须要操纵 3 张抗噪膜,可以或许完成有用下降乐音影响。
 
4.2 操纵结果
以四川某气田 X 集气站外输流量为例,装配抗噪膜前信噪 比为 5:1,刹时流量为 15.2 万方 / 天,信噪比低于 10:1 的计量要 求,并且测得流量与现实不合适。增添 3 层 CC129 抗噪膜后旌旗灯号强度取得增添,信噪比进步至 43,外输流量显现为 29.5 万方 / 天,该宇量合适出产现实,图 3、图 4 所示。 
 
5 论断 
超声波流量计操纵声波传布速率与流体流速存在矢量叠 加干系,经由进程检测声波旌旗灯号的变更来取得流量信息,可以或许完成疾速、精确计量流量,但因为装配题目、、工况前提等身分使得信 号失真,致使计量偏差较大。
 
本文先容了 10 中减小超声波计量 偏差的体例,当现场信噪比低于手艺规范请求,操纵抗噪膜手艺可以或许有用滤除乐音影响,是现场进步超声波计量精度有用方 法。
询问电話 0517-86998326
pg电子平台-pg电子平台