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在相异于校准条件的情况下超声流量计的操作
来源:  作者:本站

(用涡轮流量计作参考)

5 压力测量

在 1998 年的论文中, Grimley 和 Bowles[1] 提出了四种不同结构对 200mm 超声流量计的校准数据。实验被设计成确定每种管道布置和流量条件设置对校准结果的影响。每个流量计的基线测定在 2.8MPa 和 6.2MPa 下进行。两台超声流量计都显示出两种压力之间大到 0.5% 的差异。

Grimley[2] 又用三个厂家生产的多声道流量计作了测定并将结果在当年发表。这些测定在 1.4MPa 、 2.8MPa 和 6.9MPa 下进行。报告中建议说转换器随压力的变化趋势可以解释一些流量计的校准结果。尽管 Grimley 得出结论说在使用 Daniel 流量计的情况下这种影响很小。我们决定进一步关注这个影响的细节。我们的实验在下面的部分中描述。

5.1 声速的测定

超声流量计延迟时间等于从发射换能器发出信号到接收换能器接收到声波的时间减去超声波在介质中的传播时间。如果延迟时间在换能器上随压力改变,误差就会在测定的流率中反映出来。正如在 Grimley 的 2 号报告 [2] 中指出的那样,流率的误差将会大约是延迟时间(或声速)误差的 2 倍。

Daniel 超声流量计的生产过程中,对每一对换能器的延迟时间作了测量并把数值存储在流量计的电子电路中。这种测定是在 1.4MPa 压力下用纯氮气充满流量计的情况下进行的。为了确定压力对延迟时间的可能影响,又用 300mm 超声流量计在 2.8MPa 和 6.9MPa 下测定了氮气中的声速。

图 8 —声速测定结果和计算声速的差异

5.2 结果

作为压力函数的声速的测量结果表示于图 8 中,同时示于图中的还有声速测定的误差曲线。该曲线通过比较用流量计测得的声速和基于 AGA NO 8 号报告中状态方程和压力、温度、气体组成的数据计算的声速得到。

正如图中所示,在 5.5MPa 的压力跨度上测得的误差为 0.03% ,仅占流率误差的 0.06% 。这些统计结果几乎完全与 Grimley 的流量回路测试结果一致。

Grimley 得出结论说,对于 Daniel 流量计,压力造成的声速的变化太小在测定的流率中不能造成可察觉的误差。此外,他还指出由于压力造成的流率分布变化还不能大到对 Daniel 流量计造成偏差。

6 结论

研究程序的目标达到了,得出如下结论:

• 西南研究院在所有的实验中记录的测量声速值与理论计算值的平均误差在 0.04% ;

• 尽管依赖于气体的温度,超声流量计在用天然气从 21 ℃到 10 ℃或用氮气从 21 ℃到 32 ℃校准却没有显示出变化;

• 西南研究院高压回路校准结果中天 - 天数据变化对两种气体都小于 0.1% 。校准设备和流量计的再现性都很高;
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