常州鑫旺儀表有限公司氣體超聲波流量計(jì)工作原理分析
作者:常州鑫旺儀表有限公司
2023-04-22
天然氣計(jì)量中，影響流量測(cè)量準(zhǔn)確的因素很多，比如孔板測(cè)量的準(zhǔn)確度就與孔板的結(jié)構(gòu)和加工精度等很多因素有關(guān)。而超聲流量計(jì)主要是通過(guò)測(cè)量高頻聲脈沖傳播時(shí)間得出氣體的流量，屬于一種速度式流量計(jì)。超聲脈沖穿過(guò)管道，讓聲脈沖在管道內(nèi)向上游和下游斜線方向傳播，如果管道沒(méi)有氣體流動(dòng)，聲波將以相同速度向兩個(gè)方向傳播。當(dāng)管道內(nèi)的氣體流速不為零時(shí)，沿氣流方向瞬流傳播的脈沖將加快速度，而逆流傳播的脈沖將減慢。因此，對(duì)于沒(méi)有氣流的情況，順流傳播的時(shí)間將縮短，逆流傳播的時(shí)間會(huì)增長(zhǎng)，分別測(cè)量它們的傳播時(shí)間（這兩個(gè)傳播時(shí)間由電子電路進(jìn)行測(cè)量的），其傳播時(shí)間差與氣體的平均流速有關(guān)，時(shí)間差越大，則流量越大，只要精確地測(cè)出時(shí)間，就可以準(zhǔn)確計(jì)算出流量。
氣體超聲流量計(jì)是一段圓管，內(nèi)無(wú)任何遮擋物件，它在工作狀態(tài)時(shí)，充滿管道、連續(xù)流動(dòng)的天然氣直流通過(guò)圓管，通過(guò)氣量的大、小，會(huì)對(duì)其測(cè)量的準(zhǔn)確性有一定的影響。從上面的氣體超聲流量計(jì)的工作原理圖和計(jì)算公式中，D、L、X這三個(gè)量經(jīng)標(biāo)定后是一個(gè)準(zhǔn)確值、一個(gè)不變量，不會(huì)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性有太大的影響，最重要是對(duì)時(shí)間的精確測(cè)量，因傳播時(shí)間與氣體的平均流速有關(guān)，關(guān)鍵是流速的測(cè)量和狀態(tài)的定性問(wèn)題 ，流速測(cè)量越準(zhǔn)，氣量的計(jì)算就越準(zhǔn)確，計(jì)量的準(zhǔn)確度也就提高了。但是在采輸現(xiàn)場(chǎng)，管道中成份復(fù)雜多變的天然氣流速是不均勻、會(huì)產(chǎn)生旋渦，流動(dòng)壓力、溫度不固定等因數(shù)影響，盡管也在氣體超聲流量計(jì)前后安裝了直管段，但也會(huì)對(duì)分布不均勻的流速測(cè)量變得不容易和難以準(zhǔn)確，工況條件相同時(shí)，當(dāng)流過(guò)管道的天然氣數(shù)量增大時(shí)，充滿管道的天然氣受壓力差的影響，會(huì)連續(xù)不斷從高壓一邊向低壓一邊流動(dòng)，流速增大，慣性力越增大，分布不均勻的天然氣流速增大后，充分發(fā)展的流體流動(dòng)狀態(tài)會(huì)有所改變，勢(shì)必會(huì)向整個(gè)橫截面的流速相等的趨勢(shì)靠近，流速更能真實(shí)反映流體管內(nèi)的平均流速，使其測(cè)量準(zhǔn)確度有所提高，這樣計(jì)算出流速和時(shí)間也更準(zhǔn)確，體積流量的準(zhǔn)確度也就提高了，減少計(jì)量誤差。
反之，流過(guò)氣體超聲流量計(jì)的氣量減少時(shí)，充滿管道成份復(fù)雜多變的天然氣流速是不均勻、會(huì)產(chǎn)生旋渦，流動(dòng)壓力、溫度不固定等因數(shù)影響，未充分發(fā)展的天然氣與管道軸線不平行，使整個(gè)橫截面的流速分布更不均勻，其分速度的可靠性和準(zhǔn)確性難以保證，流速未能真實(shí)反映流體管內(nèi)的平均流速，使其測(cè)量準(zhǔn)確度有所降低，這樣計(jì)算的體積流量變得更難準(zhǔn)確，使測(cè)量誤差增大。
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