非校準(zhǔn)條件的情況下超聲流量計(jì)的操作

圖4 200mm(8inch)超聲流量計(jì)用天然氣和氮?dú)庑?zhǔn)的曲線
（用渦輪流量計(jì)作參考）從 300mm 流量計(jì)得到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)給出了相似的結(jié)果。但是由于測(cè)試流量點(diǎn)在流量計(jì)滿量程 33% 以下操作，并且校準(zhǔn)過(guò)程在日光照射下進(jìn)行，所以校準(zhǔn)數(shù)據(jù)在低流量下稍微有些分散。對(duì) 300mm 超聲流量計(jì)和 300mm 渦輪流量計(jì)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表示于圖 5 和圖 6 中。圖 7 顯示了用渦輪流量計(jì)作參考的超聲流量計(jì)校準(zhǔn)曲線，天然氣和氮?dú)獾男?zhǔn)曲線交迭。 200mm 流量計(jì)也是如此。

圖5 300mm(12inch)超聲流量計(jì)用天然氣和氮?dú)庑?zhǔn)的曲線

圖6 300mm(12inch)渦輪流量計(jì)用天然氣和氮?dú)庑?zhǔn)的曲線

圖7 300mm(12inch)超聲流量計(jì)用天然氣和氮?dú)庑?zhǔn)的曲線
（用渦輪流量計(jì)作參考）在所有超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)過(guò)程中，聲速都被記錄下來(lái)。西南研究院使用在線 Daniel Danalyzer 氣相色譜儀得到氣體組成數(shù)據(jù)，并用其與溫度、壓力和 AGA NO 8 報(bào)告中提出的狀態(tài)方程一起，從理論上計(jì)算出聲速值，平均差異在 0.04% 以內(nèi)。

5 壓力測(cè)量

在 1998 年的論文中， Grimley 和 Bowles[1] 提出了四種不同結(jié)構(gòu)對(duì) 200mm 超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)被設(shè)計(jì)成確定每種管道布置和流量條件設(shè)置對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響。每個(gè)流量計(jì)的基線測(cè)定在 2.8MPa 和 6.2MPa 下進(jìn)行。兩臺(tái)超聲流量計(jì)都顯示出兩種壓力之間大到 0.5% 的差異。

Grimley[2] 又用三個(gè)廠家生產(chǎn)的多聲道流量計(jì)作了測(cè)定并將結(jié)果在當(dāng)年發(fā)表。這些測(cè)定在 1.4MPa 、 2.8MPa 和 6.9MPa 下進(jìn)行。報(bào)告中建議說(shuō)轉(zhuǎn)換器隨壓力的變化趨勢(shì)可以解釋一些流量計(jì)的校準(zhǔn)結(jié)果。盡管 Grimley 得出結(jié)論說(shuō)在使用 Daniel 流量計(jì)的情況下這種影響很小。我們決定進(jìn)一步關(guān)注這個(gè)影響的細(xì)節(jié)。我們的實(shí)驗(yàn)在下面的部分中描述。

5.1 聲速的測(cè)定

超聲流量計(jì)延遲時(shí)間等于從發(fā)射換能器發(fā)出信號(hào)到接收換能器接收到聲波的時(shí)間減去超聲波在介質(zhì)中的傳播時(shí)間。如果延遲時(shí)間在換能器上隨壓力改變，誤差就會(huì)在測(cè)定的流率中反映出來(lái)。正如在 Grimley 的 2 號(hào)報(bào)告 [2] 中指出的那樣，流率的誤差將會(huì)大約是延遲時(shí)間（或聲速）誤差的 2 倍。