超声波气体流量计的研制开发

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1、【摘要】摘要超声波气体流量检测是最近十年来发展起来的一种新的气体流量检测方法，随着城市煤气、天然气应用的逐步普及和工业生产的现代化，特别是国内正在实施的重大工程西气东输，精确测量气体流量至关重要，在这样一个背景下，超声波气体流量计也日益受到人们的关注。用超声波测量气体流量从原理上讲比较简单，而且超声波气体流量计相对于气体流量计而言有很多优势如可干标、量程宽、可自我诊断等，但由于流量计现场测量的复杂性，各种因素如流场分布的变化、换能器性能的好坏等都对流量计的测量精度有一定影响，因此到目前为止仍有很多问题尚未解决。本文主要讨论了以下几个方面的内容

2、：(1)超声波气体流量计的测量原理和影响因素分析，主要分析了速差法超声波气体流量计的测量原理和流量计的动力校正因子，并详细分析了影响流量计测量精度的各种因素并提出了解决方法。(2)介绍了夹心式换能器的设计原理及结构要求，针对我们对换能器的要求设计了相关实验进行换能器的配对以及测量声延时。(3)非对称流场分布对流量测量的影响分析，采用数值分析的方法计算几种非对称流场对流量计的流量测量误差，并比较了双通道双三角型的换能器安装方式和W型安装方式，结果表明前者优于后者。(4)超声波气体流量计的自我诊断以及我们超声测量数据的自检及预处理；提出神经网络用

3、于解决超声波气体流量计中存在问题的设想。(5)超声波气体流量计的实现和标定。分析了速差法超声波气体流量计的系统结构、工作原理及采用了多种技术措施实现高精度的流量计系统，另外还研究了流量计的干标和湿标，并详细论述了音速喷嘴标定系统的原理、标定我们研制的气体流量计的过程及结果。AbstractUltrasonicgasflowmeasurementtechniqueisanewtechniquethathasbeendevelopedinthesetenyears．Duetothewideapplicationofcoalgasandnatura

4、lgasandthemodernizationofindustrialproductionsaswellasthegradualimplementationoftheimportantnationalproject．thegastransportationfromWesttoEastofChina，underthesecircumstances．detectingthegasflowhasbecomemoreandmoreattractiveandimportant．Ultrasonicgasflowmeterhasmanyadvantage

5、soversomeothergasflowmeters．Itseemssimpletomeasurethegasflowratebytheultrasonicmethodthroughmeasuringthetransit．timeorvelocityofthedownstreamandupstreaminthepipe．However，becauseofthecomplexityofthemeasurementenvironment，therearemanyfactorsthatcanaffectthemeasurementprecisio

6、nsuchasthevarietyofthevelocityprofileandthequalityofthetransducerandSOon．Somanypracticalproblemsstillhavenotbeensolved，thispaperwillanalyzethefollowingparts：(1)Theprincipleofultrasonicvelocity．differencemethodandthecorrectionfactoroftheflow—meter，aswellasthefactorsinfluenci

7、ngthemeasurementaccuracyandtheapproachofimprovingithavebeendiscussed．(2)Introducethedesignprincipleandthestructuralrequirementoftransducerswithfilling，putforwardsomerequirementsofthetransducersthatweuseanddesignsomeexperimentstomaketwotransducersapairandmeasurethetimeofultr

8、asoniC．(3)Calculatetheinfluenceofmanyasymmetricalvelocityprofilesonthemeasurementa