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超声波流量计工作原理及减小计量误差方法

时间：2023-05-13 10:29:16 点击：次

外夹式超声波流量计具有准确、稳定、操作简便，只需将外夹式传感器粘贴在管道表面即可完成各种液体的流量测量，无需破管道，而且测量精度比较准确，与传统流量计相比，它无需断管断流，安装方便快捷，真正实现了无损安装。广泛应用气田集输、净化等领域。
超声波计量工作原理
超声波流量计是基于流体流动过程中对其内部声波信号产生影响，并通过检查声波信号的变化来获取流量信息。当被测介质处于不同的流速状态时，超声波脉冲在其内部的传播速度相对固定的坐标系统（如仪表壳体）是不同的，传播速度的变化量和介质的运动速度有关。其中，传播速度差法采用了超声波脉冲顺流和逆流传播时速度之差来反映流体的流速，实现测量流速的目的。
超声波流量计误差原因
1. 超声传播时延估计使用的时间基准误差。
2. 超声的实际传播长度误差。
3. 安装效应导致面平均流速测量误差。
4. 信号失真导致的流场信息获取不准确。
超声波流量计减小误差的方法
1. 测量点选择应尽可能远离泵、阀门等设备，避免干扰。因要尽可能测量平直流体，避免紊流带来的测量误差。
2. 传感器在水平管线上安装时，应与垂直线有最小20°的夹角。以避免气体在管道顶部聚集时产生的波束干扰。
3. 避免在雷诺数过渡区测量。
4. 测量点处应无焊缝，无振动及无电磁干扰源等；提供测试管道设计参数，现场用卡尺或钢卷尺和超声波测厚仪对管道外径及壁厚进行复核，为减小误差，管道外径及壁厚应进行多点测量后取其平均值。
5. 管路管材应均匀密实，易于超声波传播。
6. 必须把待安装换能器的金属管道表面打磨3倍探头面积，去掉锈迹油漆，使管壁表面光滑平整，露出管道金属的原有表面并保持原有弧度。
7. 气体超声波流量计与液体超声波流量计相比，测量信号更容易受到噪音信号干扰，如果信噪比在10:1以下，就无法准确测量。因此在将换能器固定在管道上前，为减小管道噪音信号对测量结果的影响，应在管道外壁粘贴气体耦合剂薄膜，贴时应尽量减少气泡的产生，防止空气、沙尘和锈迹进入；如产生气泡应将气泡弄破，释放出气体。
8. 充分考虑管内硫沉积，结垢和腐蚀等状况，尽可能选择管内无沉积物，无腐蚀的管段进行测量。

9. 夹具应固定在换能器的中心部分，使之不易滑动。

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