浅谈超声波流量计的安装对测量误差的影响.pdf

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1、万方数据科技信息专题论述浅谈超声波流量计的安装对测量误差的影响重庆钢铁股份有限公司机动处张家香一、概述重庆钢铁股份有限公司是一个耗能大户，能源品种多达二十余种，主要能源流体有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气、氧气、氮气、压缩空气等，能源计量问题一直是公司节能降耗降成本的一件大事。公司是一个大型的老企业，计量设施以前主要采用节流孔板进行流体计量，由于孔板流量计简单牢固，性能稳定可靠，使用寿命长，价格低廉等优点被广泛使用。但孔板也存在测量范围窄，测量上限和测量下限之比一般仅3：l～4：1；压力损失大，对于低压力的自产煤气测量影响较大，低压力流体测量

2、信号弱，测量误差大，现场安装条件要求较高，安装、清洗必须停产，维护困难，高流速和脏污介质及腐蚀性介质对孔板冲刷，腐蚀影响严重，管道内壁流体介质结晶，孑L板前后积液等因素都将严重影响其测量精度。随着企业生产节奏的加快，孔板安装、清洗、维护受到不能停产的限制而无法进行，工业流量测量还普遍存在着大管径、大流量测量的困难，因为孔板流量计随着测量管径的增大会带来制造、运输和安装上的困难，造价提高、能损加大，于是我们引人了能便于在线安装、维护的插入式涡街流量计、插入式涡轮流量计、测管流量计、均速管流量计等。二、测管流量计和均速管流量计的应用测管流量计、均速管流

3、量计等由于其结构简单、重量轻、安装维护方便、压力损失小等优点被很多企业使用于大管径流量计量上，其原理采用皮托静压管的速度面积法测量原理，通过安装在管道内的测量装置的全压取压孔测出管道中全压取压孔所在点的流体的全压(总压)，测量装置背流面的静压取压孔测出流量的静压，测量管将全压和静压得出差压AP：V迅伊乒式中：V：为测头处流速。m／s△P：测出的差压：Pap：被测介质密度，k#m3K：测管仪表的校正系数再根据测得流速后计算出管道内的流量。不论是测管流量计或者是均速管流量计都是点流速型，是通过测量管道截面上一点的流速从而推算出管道内整个截面上的平均流速

4、，为得到稳定的流态，仪表安装要求有较长的直管段，在现实生产环境中是很难达到的。而流体在管道中流速的分布受流体介质、温度、粘度、重度及管道内壁粗糙度等因素影响都将发生变化，同时点流速与插入点的位置关系也很大，因此安装要求非常高，要通过一点的流速来测算整个管道内的流速，其测量精度必将是很差的。三、超声波气体流量计的引入为避免孔板给计量带来的安装、维护、精度和价格上问题，避免测管流量计、均速管流量计等带来的直管段要求高、易堵塞和点不能带面的问题，我们通过超声波计量表得到启示：1、超声波计量仪表的原理超声波流量计是一种流体流动对超声波束在流体中传播速度的改

5、变来测量满管液体体积流量的仪表。2、超声波流量计的分类超声波流量计根据对信号检测原理的不同可分为时差式、多普勒式和声束偏移式流量计，根据超声换能器的配置方式不同可分为单声道、双声道和多声道；根据换能器供电方式不同，可分为外贴式、管段式和插入式；插入式超声波流量计可以在不断流的情况下，利用专用工具在管道上打孔，将换能器插入管道内进行测量。时差式超声波流量计的原理是当声波沿流体流动方向传播时，其传播时问比逆向短。它与流体的流速有关，时差式超声波流量计就是利用声波在流体中顺流和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。超声波流量计测量元件

6、安装在管道直径上的两端，测得的是管道内直径上的平均流速，相对于点流速就较充分的反映了管道内介质的流动状态，精度相对较高。安装维护方便，因而得以广泛使用。换能器A[]。。[]换能器B3、超声波的组成超声波流量计由超声波换能器、数据处理及流量显示和累积系统三部分组成。4、超声波气体流量计的引用我公司炼铁厂5样高炉煤气煤气发生总管，直径为2200，在2000年安装了均速管流量计，由于该计量设施经常堵塞，维护难度相当大，造成长时间无法准确计量，现场及生产状况也无法安装孔板和文丘里流量表等其它计量装置，于是我们通过超声波流量表的原理和广泛使用情况，决定在高炉

7、煤气发生量总管上试用时差插入式超声波气体流量计。由于超声波气体流量计造价基本上与被测管道口径大小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。因此被认为是较好的大管径流量测量仪表。超声波测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响。但超声波在气体中传播由于衰减过大，对于大管道流量测量，生产厂家往往不能将两换能器安装在管道直径的两端，而是将两换能器插入管道内测得是管道内某一段的平均流速来测算管道截面上的总流速，这样的测量方式必将对测量精度带来较大影

8、响，因此气体超声波流量计在安装中就注意安装方式以及安装中插入深度及尺寸，以便计算修正。四、超声波气体流量计的安装换能器安装