上海自動(dòng)化儀表一廠
壓力變送器
差壓變送器
微差壓變送器
精小型壓力變送器
擴(kuò)散硅壓力變送器
單法蘭壓力變送器
雙法蘭液位變送器
節(jié)流裝置
上海自動(dòng)化儀表三廠
熱電偶
熱電阻
端面熱電阻
耐磨耐腐熱電偶
電廠電站熱電偶
耐磨耐腐熱電阻
雙金屬溫度計(jì)
一體化溫度變送器
非接觸式溫度儀表
儀表套管
防爆熱電阻
防爆熱電偶
裝配式熱電偶
法蘭式電熱偶
鎧裝熱電阻
上海自動(dòng)化儀表四廠
普通壓力表
不銹鋼壓力表
電接點(diǎn)壓力表
特種壓力表
雙針雙管壓力表
精密壓力表
隔膜壓力表
膜片壓力表
壓力表校驗(yàn)器
活塞壓力計(jì)
數(shù)字壓力表
電感壓力變送器
上海自動(dòng)化儀表五廠
翻板液位計(jì)
物位計(jì)
浮筒液位送器
液位控制器
壓力表
張力計(jì)
上海自動(dòng)化儀表六廠
上海自動(dòng)化儀表七廠
閘閥
截止閥
止回閥
球閥
蝶閥
安全閥
調(diào)節(jié)閥
電動(dòng)閥門
氣動(dòng)閥門
電磁閥
旋塞閥
減壓閥
疏水閥
水力控制閥
針型閥
襯氟閥門
襯膠閥門
銅閥門
真空閥門
排泥閥,排污閥
排氣閥
過(guò)濾器
氨用低溫閥門
氧氣閥門
上海自動(dòng)化儀表九廠
電磁流量計(jì)
渦街流量計(jì)
渦輪流量計(jì)
金屬管浮子流量計(jì)
刮板流量計(jì)
流量計(jì)附件
腰輪流量計(jì)
上海自動(dòng)化儀表十一廠
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)配件
雙波紋管差壓計(jì)
上海大華儀表廠
XMT數(shù)顯調(diào)節(jié)儀
中圓圖平衡記錄儀
大圓圖自動(dòng)平衡記錄儀
XWF中長(zhǎng)圖記錄儀
EL小長(zhǎng)圖記錄儀
EH中長(zhǎng)圖記錄儀
記錄儀配件
無(wú)紙記錄儀
熱量顯示儀
上海遠(yuǎn)東儀表廠
壓力控制器
差壓控制器
高壓控制器
流量控制器
微壓/微差壓控制器
溫度控制器
浮球液位控制器
上海轉(zhuǎn)速表廠
標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速發(fā)生裝置
轉(zhuǎn)速傳感器
轉(zhuǎn)速表
轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀
轉(zhuǎn)速記錄儀
接近開(kāi)關(guān)
轉(zhuǎn)換器
轉(zhuǎn)速變送器
手持式離心轉(zhuǎn)速表
手持式離心轉(zhuǎn)速表
上海自動(dòng)化儀表有限公司
調(diào)節(jié)控制器
壓力變送器
智能數(shù)顯儀
蝶閥
孔板流量計(jì)
電感壓力變送器
單/雙法蘭差壓（液位）變送器

新聞詳情

時(shí)差法超聲波流量計(jì)流量系數(shù)影響因素解答

來(lái)源：上海上儀股份公司電話作者：上海自動(dòng)化儀表有限公司公司傳真網(wǎng)址：http://

分享到：

描述:

影響時(shí)差法超聲波流量計(jì)流量系數(shù)的因素有很多，包括: 管道口徑、壁厚、襯里、材質(zhì)、測(cè)量介質(zhì)、介質(zhì)溫度、安裝方式、安裝位置等。文章主要對(duì)管道口徑、材質(zhì)以及安裝方式進(jìn)行分析，分析其對(duì)流量系數(shù)的影響。主要工作有: 對(duì)超聲波流量計(jì)流量系數(shù)進(jìn)行定義，選用兩套標(biāo)準(zhǔn)裝置 ( 材質(zhì)分別為碳鋼和不銹鋼) 對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，非常后得出各因素對(duì)流量系數(shù)的影響關(guān)系。該工作有利于提高利用超聲波流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)其他流量計(jì)的準(zhǔn)確度。

1 概述

1. 1 超聲波流量計(jì)原理

封閉管道用超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理分類有:傳播時(shí)間法、多普勒效應(yīng)法、波束偏移法、相關(guān)法、噪聲法［1］。傳播時(shí)間法又包括時(shí)差法、相差法和頻差法，時(shí)差法測(cè)量流體流量的原理如圖 1所示。它利用聲波在流體中傳播時(shí)因流體流動(dòng)方向不同而傳播速度不同的特點(diǎn)，測(cè)量它的順流傳播時(shí)間 t1 和逆流傳播時(shí)間 t2 的差值，從而計(jì)算流體流動(dòng)的速度和流量［2］。

1. 2 超聲波流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)

時(shí)差法超聲波流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有: ( 1) 適用于各種管徑流量的測(cè)量，流速和管徑越大，準(zhǔn)確度越高;( 2) 測(cè) 量范圍 ( 量程比) 寬，一般為 1 ∶ 50;( 3) 無(wú)壓力損失，可大大降低長(zhǎng)輸管道增壓的費(fèi)用; ( 4) 無(wú)可動(dòng)部件，可雙向測(cè)量［3］。但時(shí)差法超聲波流量計(jì)也存在一些不足，如參數(shù)設(shè)置比較多，包括: 管道口徑、壁厚、襯里、材質(zhì)、測(cè)量介質(zhì)、介質(zhì)溫度、安裝方式、安裝位置等，其中任意一項(xiàng)參數(shù)設(shè)置有偏差都可能對(duì)超聲波流量計(jì)的流量系數(shù)產(chǎn)生影響。本文主要對(duì)管道口徑、材質(zhì)以及安裝方式進(jìn)行分析，分析其對(duì)時(shí)差法超聲波流量計(jì)流量系數(shù)的影響關(guān)系。

1. 3 超聲波流量計(jì)流量系數(shù)定義

超聲波流量計(jì)在實(shí)際使用過(guò)程中，都會(huì)用到流量系數(shù) F，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)流量為 qs，超聲波流量計(jì)顯示流量為 qr，

則流量系數(shù)

2 流量系數(shù)影響因素分析

2. 1 標(biāo)準(zhǔn)裝置及超聲波流量計(jì)選擇

標(biāo)準(zhǔn)裝置采用本單位的兩套流量標(biāo)準(zhǔn)裝置:靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 ( 口徑 15 ～ 400 mm，材質(zhì)碳鋼，擴(kuò)展不確定度 Urel = 0. 05% ，k = 2) 和標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 ( 口徑 15 ～ 800 mm，材質(zhì)不銹鋼，擴(kuò)展不確定度 Urel = 0. 12% ，k = 2) 。超聲波流量計(jì) 選用 FLEXIM 品牌，型號(hào) 為FLUXUS，傳感器型號(hào)為 CDM1NZ7，適用管徑為50 ～ 3 400 mm。

2. 2 流量系數(shù)確定方法

( 1) 依次設(shè)置好超聲波流量計(jì)參數(shù) ( 管道外徑、壁厚、襯里、材質(zhì)、介質(zhì) 溫度、安裝方式等) ，超聲波流量計(jì)計(jì)算得到安裝距離，將傳感器安裝到管道上。

( 2) 啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置，檢查密封性，保證不泄露后將流量調(diào)到所需流量點(diǎn)，獲取標(biāo)準(zhǔn)裝置流量qs 以及超聲波流量計(jì)示值流量 qr。

( 3) 依據(jù) JJG 1030—2010 《超聲流量計(jì)檢定規(guī)程》中的流量點(diǎn) qmin、qt、0. 4qmax和 qmax共 4 個(gè)流量點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)［4］。qmin 流速定為 0. 25 m /s，qmax流速定為 7 m /s，則選用的流量點(diǎn)分別為: 0. 25、0. 3、2. 8、7 m /s。

( 4) 每個(gè)流量點(diǎn)檢測(cè) 3 次，得到該流量點(diǎn)的平均流量系數(shù)，然后對(duì) 4 個(gè)流量點(diǎn)的流量系數(shù)進(jìn)行求平均，非常終得到流量系數(shù) F。

2. 3 口徑及材質(zhì)對(duì)流量系數(shù)的影響

本文選用口徑分別為 DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN300、DN400，材質(zhì) 分別為碳鋼和不銹鋼的管道進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)得到流量系數(shù)數(shù)據(jù)如圖 2 所示。

從圖 2 可以看出，同一材質(zhì)，不同管徑流量系數(shù)有一定的差別，非常大相對(duì)誤差為 7. 1% ; 同樣，不同材質(zhì)，同一管徑流量系數(shù)也有一定差別，非常大相對(duì) 誤差為 4. 4% 。對(duì) 于小管徑 ( DN50 ～DN150) ，不同材質(zhì)，不同管徑流量系數(shù)差別較大;但對(duì)于大管徑 ( DN200 ～ DN400) ，同一材質(zhì)，不同管徑流量系數(shù)較為接近，非常大相對(duì)誤差為1. 7% ，不同材質(zhì)，同一管徑流量系數(shù)同樣較為接近，非常大相對(duì)誤差為 1. 5% 。

2. 4 安裝方式對(duì)流量系數(shù)的影響

傳感器安裝可分為 Z 法和 V 法。Z 法安裝測(cè)量流體流量原理如圖 1 所示，V 法安裝如圖 3 所示。大直徑管及強(qiáng)吸聲流體宜采用 Z 法安裝［5］。

本文選用材質(zhì)為不銹鋼，對(duì) DN200、 DN300、DN400 三個(gè)大管徑的安裝方法進(jìn)行分析。

由于本文采用的是 FLEXIM 超聲波流量計(jì)，在進(jìn)行流量檢測(cè)時(shí)可以通過(guò)觀察信號(hào)格數(shù)來(lái)反映信號(hào)的強(qiáng)弱，材質(zhì)為不銹鋼的不同管徑信號(hào)格數(shù)如圖 4 所示，其流量系數(shù)如圖 5 所示。

從圖 4 和圖 5 可以看出，對(duì)于大口徑管道 ( 口徑大于 DN200) Z 法安裝的信號(hào)都優(yōu)于 V 法安裝，且兩種不同安裝方式的流量系數(shù)差別不大，故對(duì)于大口徑管道可優(yōu)先選用 Z 法安裝超聲波流量計(jì)，但由于兩種安裝方式流量系數(shù)相差不大，為了安裝方便可采用 V 法，如果沒(méi)有信號(hào)，再選用 Z 法。

2. 5 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)口徑、材質(zhì)以及安裝方式進(jìn)行分析，分析其對(duì)時(shí)差法超聲波流量計(jì)流量系數(shù)的影響，得到的結(jié)論如下:

( 1) 對(duì)于同一材質(zhì)的管道，不同口徑，超聲波流量計(jì)流量系數(shù)有一定的差別，對(duì)于大于 DN200 的口徑流量系數(shù)較為接近，非常大相差 0. 018。

( 2) 對(duì)于同一口徑的管道，不同材質(zhì)，超聲波流量計(jì)流量系數(shù)有一定的差別，對(duì)于大于 DN200 的口徑流量系數(shù)較為接近，非常大相差 0. 015。

( 3) 對(duì)于不同材質(zhì)、不同口徑的管道，流量系數(shù)沒(méi)有一定的規(guī)律，但流量系數(shù)相差不大，當(dāng)現(xiàn)誤差要求不是很高 ( 相對(duì)誤差 5% 左右) 的時(shí)候，沒(méi)有得到流量系數(shù)的管道可采用臨近管道的流量系數(shù)代替。

( 4) 對(duì)大于 DN200 的管道，優(yōu)先選用 Z 法安裝方式，其信號(hào)優(yōu)于 V 法安裝，但由于兩種安裝方式流量系數(shù)相差不大，為了安裝方便可采用 V法，如果沒(méi)有信號(hào)，再選用 Z 法。

3 結(jié)束語(yǔ)

時(shí)差法超聲波流量計(jì)常用于現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)的校準(zhǔn)，利用本單位兩套標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)超聲波流量計(jì)流量系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，找出流量系數(shù)的變動(dòng)規(guī)律，有利于改善現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)其他流量計(jì)的準(zhǔn)確度。