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超声波流量计在液体流量仪表在线校准中的应用

来源:编辑:发表时间:2015-12-08 11:23:04

摘 要:为了保证液体流量仪表工作的准确性,大家通常需要定期校准仪表。在线校准是当前运用比较广泛的一种校准方法,而将超声波流量计应用于液体流量计在线校准中能显著提高校准结果的精确度。

    液体流量仪表具有多种多样的用途,其在节约企业成本、降低生产能耗等方面发挥着重要作用。由于一些液体流量仪表的体积大、结构复杂,拆卸工作往往比较复杂,而在线校准可以避免拆卸仪表系统这一环节。因此,目前大多数企业在校准液体流量仪表时都采用这种方法,同时还将超声波流量计运用到校准过程中,大大提高了校准工作的效率和准确性。

1、超声波流量计的工作原理
    从当前来看,在液体流量计校准中,传统的离线校准方法已不能满足检测行业发展的需求,在线校准方法应运而生。在线校准在校准结果的准确性方面具有明显的优势。在液体流量计在线校准过程中,通常会用到超声波流量计,其主要工作原理是通过检测不同流速的液体所产生的超声波信号,确定其流量值。将超声波流量计运用到流量仪表在线校准中可采取多种多样的方法,常用的在线校准方法主要有多普勒法、传播速度差法等。超声波流量计在液体流量仪表在线校准中主要采用的是传播速度差法。该方法利用测量超声波逆流和脉冲所传播的时速差别来确定液体的流速,由于超声波信号传递所受的干扰较小,因此这种方法具有较高的准确度。通常来讲,在介质静止的状态下,声波在液体中的实际传播速度由流体轴向平均速度在声波传递方向上的分量和声波的传播速度组成。在液体流量仪表在线校准的过程中,应考虑到逆流传播时间与顺流传播时间之间的关系,并灵活运用液体流速的计算公式。
    超声波在静止液态中的传播速度与其在动态液体中的传播速度有相当大的不同,超声波本身的传播速度与液态流体的流动速度有很大关系,而超声波流量计就是利用这个原理来工作的,如图1 所示。流体轴向平均流速可表示为:

超声波流量计的测量计算公式以及原理图

2、影响超声波流量计测量的三因素七要点

4 超声波流量计的应用方法
4.1 技术要求
    液体流量仪表在线校准工作的技术要求比较高,其技术要求主要体现在以下3 个方面:①在线校准过程中运用的超声波流量计应当符合国家相关的质量标准,并具备质量鉴定单位出具的证书。超声波流量计往往都具有一定的误差,但是基本误差应不超过±0.5%. 目前,大多数企业运用的超声波流量计都是便携式超声波流量计。该流量计的安装必须符合国家相关的操作规范。②在线校准时,应考虑到周围环境的温度、湿度、磁场和外界振动等条件,确保将开展液体流量仪表在线校准工作的不利影响降到最低,同时还必须考虑到超声波传输介质的因素,保证介质温度等参数符合校准工作的要求。③应检验在线校准工作中需要用到的辅助仪器设备,例如测厚仪、卷尺、秒表等,一旦发现有不符合质量标准的辅助设备,应及时更换。楔式流量计流量测量如图2 所示。

楔式流量计流量测量示意图

4.2 测量流程及方法
    在利用超声波流量计在线校准液体流量仪表的过程中,应注意测量流程的安排。首先,应测量管径,管道的外直径可以通过测量若干次外直径来计算出平均值,也可以通过测量管道周长来推算出管径。然后,应测量壁厚和安装标准表。在测量壁厚时,应利用测厚仪逐一测量不同点的管道壁厚,然后计算出平均值。在安装标准表的过程中,首先必须确定安装的距离,安装人员应根据事先测得的管道参数计算得出最适当的安装距离。
     此外,还应当做好管壁的清理工作,保证管壁能与换能器的表面贴合。最后,应进行零点检查,在可停流的管道上测量流量计的零点流量。如果发现有不符合标准的情况,则应采用动态零点检验的方法解决。在测量工作中,要严格按照相关的测量程序,保证测量的准确性。
5 结束语
    总而言之,超声波流量计在液体流量仪表在线校准中的应用大大提高了校准结果的准确性,但是校准的过程仍然受到许多因素的影响,需要注意的问题也很多,这就要求校准人员不断完善自身技术,提高校准工作的质量。
 

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