超声波管道流量计受管道影响的因素有多大？
- 金湖捷特仪表有限公司2013年9月22日 10:09 点击：1241
超声波管道流量计可从管道外侧方便的测量流量。其测量管径大，测量范围广，安装方便，没有压力损失且不影响管道内流体的正常流通；加上携带方便，可用电池操作，使之应用广泛。但便携式超声波流量计传感器的安装与参数设置直接影响到计量的准确性，笔者在0.05级流量标准装置上对日本富士公司生产的FUJI ELECTRIC便携式流量计进行了相应实验，介绍如下:
1、传感器安装导致的误差
超声波流量计传感器的安装误差对测量结果影响很大，两个传感器之间的距离有严格的要求，一定要按规定的尺寸安装。
图1是FUJI ELECTRIC便携式流量计V型安装示意。经安徽省大流量计量站检定（标准装置准确度±0.05%，流量稳定度优于0.05%）, 该表准确度为1.0级。将该表安装在内径d=150mm，外径D=159mm，壁厚h=4.5mm的管道上进行测试时，仪表指示探头距离L=112.04mm。测量时流量保持不变，其它测试条件相同，只改变传感器之间的距离L,测得数据列入表1。
表1 探头安装距离误差±1mm时的流量测量数据
|
L（mm) |
流量(m3/h) |
平均流量 |
|||||||||
|
111.04 |
106.0 |
105.9 |
106.2 |
105.8 |
106.0 |
106.2 |
105.7 |
105.8 |
106.0 |
105.8 |
105.94 |
|
112.04 |
107.4 |
107.6 |
107.9 |
107.1 |
106.9 |
107.2 |
107.4 |
106.9 |
107.2 |
106.8 |
107.24 |
|
113.04 |
108.7 |
107.9 |
107.8 |
108.5 |
109.0 |
108.8 |
109.1 |
107.9 |
108.7 |
108.8 |
108.52 |
当探头的距离有±1mm的误差，即L的相对误差为：(±1/112.04)×100%=±0.893%。当探头距离为111.04mm时，流量的相对误差为：〔(105.94-107.24)/107.24〕×100%=-1.21%;当探头的距离为113.04mm时，流量的相对误差为： [(108.52-107.24)/107.24〕×100%=1.19%
可见，传感器之间的安装距离误差对测量结果的影响非常大，所以安装时一定要把距离误差控制到最小。
2.管道外径误差导致的流量测量误差
管道外径误差对便携式超声波流量计测量的影响，用实际管道外径D=159mm+1mm的方式进行。测量时流体保持稳定，其它测量条件相同。测试数据见表2。
表2 管道外径D测量误差±1mm时的流量测量数据
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D(mm) |
流量(m3/h) |
平均流量 |
|||||||||
|
158 |
106.1 |
106.2 |
106.0 |
106.5 |
105.9 |
106.3 |
106.5 |
106.6 |
105.8 |
106.1 |
106.10 |
|
159 |
107.8 |
107.4 |
108.2 |
108.1 |
108.3 |
108.2 |
107.6 |
107.8 |
108.2 |
108.3 |
107.99 |
|
160 |
109.4 |
110.0 |
110.1 |
110.0 |
109.9 |
110.2 |
109.5 |
109.6 |
110.2 |
109.6 |
109.80 |
当外径有±1mm的误差时，外径D相对误差为：(±1/159)×100%=±0.63%。当外径取为158mm时，流量的相对误差为：〔(106.1-107.99)/107.99〕×100%=-1.75%。当外径取为160mm时，流量的相对误差为：〔(109.8-107.99)/107.99〕×100%=1.68%
可见，流量测量误差大约为管外径误差的2倍多。为了减小管外径误差的影响，一般把实测外径输入流量计，这样可减小外径误差对测量结果的影响。
3.管道壁厚h导致的误差
管道壁厚误差对便携式超声波流量计测量的影响，用实际管道壁厚h=4.5mm+1mm进行测试。测量时流体保持稳定，其它测量条件相同。测试数据见表3。
表3 管道壁厚h测量误差±1mm时的流量测量数据
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h(mm) |
流量(m3/h |
平均流量 |
|||||||||
|
3.5 |
110.2 |
110.1 |
110.3 |
110.5 |
110.9 |
110.4 |
110.8 |
110.7 |
110.3 |
110.5 |
110.47 |
|
4.5 |
108.5 |
108.2 |
108.4 |
107.9 |
108.1 |
107.6 |
108.2 |
108.0 |
109.0 |
107.6 |
108.15 |
|
5.5 |
105.5 |
105.3 |
105.1 |
105.5 |
105.3 |
105.2 |
105.0 |
105.2 |
105.3 |
106.0 |
105.34 |
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