對(duì)超聲流量計(jì)性能的工業(yè)研究評(píng)估

圖3 多聲道流量計(jì)M3的基本測(cè)量結(jié)果在59D、400 lb/in2（A）數(shù)據(jù)組中，個(gè)別聲道狀態(tài)信息表明，這是因?yàn)楸粶y(cè)量的傳播時(shí)間不能通過(guò)內(nèi)一致性檢查。這可能就是與其它數(shù)據(jù)組有偏差的原因。

數(shù)據(jù)，包括可疑的數(shù)據(jù)組，在速度10 ft/s以上時(shí)，保持在0.5%誤差以?xún)?nèi)，這些數(shù)據(jù)也表明，當(dāng)壓力從400 lb/in2（A）增到900 lb/in2（A）時(shí)流量測(cè)量差值為0.2%。當(dāng)流量計(jì)在 59D與 97D處比較，壓力在900 lb/in2（A）時(shí)的現(xiàn)量結(jié)果差值為0.1%。

對(duì)于該差值的可能解釋是，在59D以后速度剖面繼續(xù)發(fā)展。通過(guò)單個(gè)聲道速度比的比較，可以看出速度剖面形狀改善。表3表示的是流量計(jì)M1在最大流量點(diǎn)，中心聲道速度（超聲聲道在管線(xiàn)軸中心線(xiàn)）對(duì)外部聲道速度的比值。流量計(jì)M3的類(lèi)似的計(jì)算值示于表4。由于流量計(jì)具有唯一的聲道位置，對(duì)于不同的流量計(jì)型式不應(yīng)該進(jìn)行比較。

表3 M1中心到外部的速度

表4 M3中心聲道到外部聲道的速度比
然而，2臺(tái)流量計(jì)在59D和97D的試驗(yàn)結(jié)果之間存在著一致性的差別。59D試驗(yàn)數(shù)據(jù)的較小比值說(shuō)明了該處的速度剖面比97D處的速度剖面具有較小的弧度。流量計(jì)的響應(yīng)性的差別也會(huì)有一個(gè)剖面靈敏性的結(jié)果。對(duì)速度剖面進(jìn)行測(cè)量的目的是更好地特性化在基準(zhǔn)安裝條件下的速度剖面。

單聲道流量計(jì)M2（見(jiàn)圖4）安裝在78D處時(shí)有大約-1.2%的偏移；安裝在40D處有大約-1.8%的偏移，這臺(tái)流量計(jì)的結(jié)果說(shuō)明，在流量測(cè)量中的誤差值與壓力無(wú)關(guān)，但與軸向位置有關(guān)。單聲道流量計(jì)M4在兩個(gè)軸向位置和兩個(gè)操作壓力的測(cè)試誤差曲線(xiàn)表示于圖5中。曲線(xiàn)表明有一個(gè)0.5%的平均偏差，這也表明，在線(xiàn)壓力比90°彎頭和流量計(jì)之間的距離對(duì)測(cè)量結(jié)果影響更大。

圖4 單聲道流量計(jì)M2的基本測(cè)量結(jié)果

圖5 單聲道流量計(jì)M4的基本流量測(cè)量結(jié)果誤差曲線(xiàn)表明了速度在10ft/s以下，在400 lb/in2 （A）、78D處的數(shù)據(jù)大的偏差與其它結(jié)果的不一致性。通常，單聲道流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)比多聲道流量計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)更分散。由于這種流量計(jì)不具有多聲道超聲流量計(jì)平均氣流的優(yōu)點(diǎn)，這個(gè)分散是不奇怪的。單聲道流量計(jì)的這一特性在流量低于10ft/s時(shí)尤為明顯。

五、 安裝對(duì)測(cè)試的影響

到目前已經(jīng)實(shí)施的影響測(cè)試的安裝工藝示于圖6。單聲道流量計(jì)在兩個(gè)不同的位置1和2（一個(gè)單90°長(zhǎng)徑L形彎管下游10D和19D）進(jìn)行測(cè)試。多聲道流量計(jì)在兩個(gè)平面布置的彎頭下游，在位置3和4（第二個(gè)L形彎管下游10D和19D處）進(jìn)行測(cè)試。

圖6 初期用于上游流量影響測(cè)試的管線(xiàn)布置測(cè)試管線(xiàn)為裸管，在位置3和4上游安裝有2臺(tái)不同的流束整流器。第一臺(tái)流量計(jì)位于整流器出口下游5D處，這符合AGA 7號(hào)報(bào)告對(duì)渦輪流量計(jì)安裝的最低要求。另外，多聲道流量計(jì)的測(cè)試中，兩個(gè)平面彎頭的布置是與管道成水平方向設(shè)置的。由于這種布置代表著一種安裝形式，即彎頭提供了一個(gè)豎直的偏移，故流量計(jì)要旋轉(zhuǎn)90°以保持其測(cè)量聲道與流動(dòng)干擾的相對(duì)正確方位。

六、 安裝對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響

這些結(jié)果以與基準(zhǔn)條件下的測(cè)試結(jié)果的偏差形式報(bào)告出來(lái)。

對(duì)于多聲道流量計(jì)M1和M3，流量計(jì)安裝在單90°彎管下游97D處取得的數(shù)據(jù)結(jié)果代表基準(zhǔn)條件下的測(cè)試結(jié)果。單聲道流量計(jì)M2和M4，流量計(jì)安裝在90°彎管下游78D處，取得的結(jié)果用于基準(zhǔn)條件下的測(cè)試結(jié)果?；鶞?zhǔn)條件下的測(cè)試結(jié)果是一個(gè)最接近優(yōu)化的工藝安裝所能得到的結(jié)果。

多聲道流量計(jì)M1在兩個(gè)平面彎頭下游10D處測(cè)試的結(jié)果示于圖7。測(cè)試結(jié)果表明，裸管安裝產(chǎn)生的測(cè)量誤差在基本測(cè)量結(jié)果的0.5%范圍之內(nèi)，相對(duì)誤差在0.3%～0.5%量級(jí)。相對(duì)誤差出現(xiàn)在高氣體流速情況。流量計(jì)安裝在第二個(gè)彎管下游10D處，配備有19管束整流器和GFC型整流器的測(cè)試結(jié)果沒(méi)有明顯的差別。在速度20ft/s以上，兩種整流器降低相對(duì)誤差至少到0.25%。

對(duì)于速度20ft/s以下，所有的結(jié)果趨于收斂，這表明流量計(jì)要么是對(duì)安裝布置產(chǎn)生的速度剖面敏感，要么是在這個(gè)速度范圍內(nèi)的速度剖面影響沒(méi)有明顯的差別。所計(jì)劃的速度剖面的測(cè)定將有助于解釋這些結(jié)果，它也將進(jìn)一步對(duì)已經(jīng)收集的與單一聲道速度比有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。

安裝在兩個(gè)平面彎頭下游19D的流量計(jì)M1的測(cè)試結(jié)果示于圖8。裸管和19管束整流器的結(jié)果相對(duì)測(cè)量誤差都約為0.5%。當(dāng)流量計(jì)安裝在彎管下游19D處裸管測(cè)量的誤差比流量計(jì)安裝在10D處的誤差稍微大一些，在10ft/s速度以上，與GFC一起安裝的測(cè)量結(jié)果與基準(zhǔn)條件下的測(cè)試結(jié)果相比較在0.l%之內(nèi)。另外，低流速時(shí)，測(cè)量結(jié)果收斂。