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影響超聲波流量計(jì)(熱量表)測量精度的主要因素
發(fā)布時間:2020-07-04 08:05:38

1、上下游直管段的影響

由于時差式超聲波流量計(jì)標(biāo)定系數(shù)K值是雷諾數(shù)函數(shù),所以當(dāng)流體從層流過渡到紊流時,其流速分布不均勻,標(biāo)定系數(shù)K值將產(chǎn)生較大的變化,從而影響測量準(zhǔn)確度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求換能器應(yīng)安裝在上游直管段為10倍管徑、下游直管段5倍管徑的位置,對于上游存在泵、閥等設(shè)備時,需要按照“距離紊流、震動、熱源、噪聲和射線源越遠(yuǎn)越好”的要求做,換能器應(yīng)安裝在上游直管段30倍管徑以上的位置。直管段長度是保證時差式超聲波流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的重要因素之一。

2、安裝管道參數(shù)設(shè)置的影響

根據(jù)時差式超聲波流量計(jì)流量計(jì)量公式qv=(π/4)D2v,(qv瞬時流量,D管道直徑,V流體流速m/s)當(dāng)管道材質(zhì)及尺寸設(shè)置與實(shí)際管道尺寸不符時,將使理論管道流通截面積與實(shí)際管道流通截面積產(chǎn)生誤差,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。換能器的安裝距離是根據(jù)流體性質(zhì)、管道材質(zhì)、內(nèi)外管徑、安裝方式等參數(shù)綜合運(yùn)算的結(jié)果。據(jù)有關(guān)資料介紹,如果管道內(nèi)徑誤差±1%,則引起約±3%的流量誤差。如果安裝距離誤差±1 mm將產(chǎn)生±1.5%以內(nèi)的流量誤差。由此可見,只有正確設(shè)置管道參數(shù),換能器才能安裝正確。因此,管道參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性直接影響著時差式超聲波流量計(jì)測量準(zhǔn)確度。

3、換能器安裝的影響

時差法超聲波流量計(jì)測量器件換能器聲波的傳輸分為直線式和反射式,反射式按安裝方式又有V式、Z式、W式,可根據(jù)管徑、所測流體性質(zhì),有無管襯以及現(xiàn)場安裝條件進(jìn)行選擇。另外換能器必須安裝在與管線正切的方向,否則會影響聲波的發(fā)射和接收,進(jìn)而影響時差法超聲波流量計(jì)的測量準(zhǔn)確度。

4、被測流體含氣量的影響

不溶氣體具有非常低的聲阻抗,可能造成聲束分散,含氣量大時,將減弱聲波信號強(qiáng)度,因此被測流體含氣量對超聲波流量計(jì)測量數(shù)據(jù)有很大影響。在實(shí)際供熱生產(chǎn)中,所有熱量表安裝的外部條件勻已很好地滿足設(shè)計(jì)要求,但當(dāng)鍋爐出水溫度低于80℃時,熱量表工作正常,當(dāng)鍋爐出水溫度高于80℃時,管道內(nèi)會有細(xì)小的氣泡產(chǎn)生,在閉環(huán)的鍋爐系統(tǒng)中,這些氣泡使終裹挾在流體里,從而影響時差法超聲波流量計(jì)測量準(zhǔn)確度,造成熱量值的誤差,影響熱量調(diào)節(jié)工作。

要想消除這些氣泡,可以在鍋爐出口安裝一個大于出口管徑的聚氣裝置,加長流量計(jì)上游的直管段距離,還可以采取安裝紊流裝置的設(shè)施,以減少和消除被測介質(zhì)內(nèi)的含氣量,保證熱量表的測量準(zhǔn)確性。

5、耦合劑的影響

為了保證換能器能夠與管道充分接觸,安裝換能器時需要在管道表面均勻地涂一層耦合劑,一般厚度為1mm,并將耦合劑內(nèi)的氣泡和顆粒擠出去,換能器的發(fā)射面應(yīng)緊密地貼在管壁上。

鍋爐出口溫度在冬節(jié)生產(chǎn)時往往會在100℃~110℃,安裝在鍋爐出口的時差法超聲波流量計(jì)如果使用普通的耦合計(jì)在短時間內(nèi)便會失效,從而影響時差法超聲波流量計(jì)的測量準(zhǔn)確度,因此,必須選用特制的耐高溫耦合劑。

在供熱管線上的時差法超聲波流量計(jì),往往會安裝在儀表井內(nèi),安裝環(huán)境潮濕,有時會被水淹,一般的普通耦合劑不具備防水性質(zhì)會很快失效,影響時差法超聲波流量計(jì)的測量準(zhǔn)確度,必須選用具有防水性的耦合劑。

耦合劑有使用有效期,根據(jù)性質(zhì)、品牌不同有效期也不盡相同,一般為12個月,因此,為了保證測量準(zhǔn)確度,每12個月應(yīng)重新更換耦合劑,重新安裝換能器。

6、溫度傳感器的影響

根據(jù)超聲波熱量表的工作原理可知,熱量表是由流量計(jì)、積算儀和一對溫度傳感器組成,為了保證熱量表的測量精度,時差法超聲波熱量表中的溫度傳感器往往采用分度值更為精細(xì)的PT1000,并且是成對配置的,一支安裝在供水管道上標(biāo)記為紅色,另一支安裝在回水管道上標(biāo)記為藍(lán)色。

溫度傳感器不宜安裝在管道的較高位置上(可能充不滿液體);要確保溫度傳感器的插入深度,應(yīng)使溫度傳感器位于管道中心偏下的位置。當(dāng)溫度傳感器與流量傳感器處于同一管路上時,溫度傳感器應(yīng)安裝在流量計(jì)下游5倍管徑或更遠(yuǎn)的位置,以避免因安裝位置產(chǎn)生的氣泡和亂流影響流量計(jì)的測量準(zhǔn)確度。

溫度傳感器的安裝位置還與被測目標(biāo)有一定的關(guān)系,在以鍋爐為熱源的零次網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)中,如果把零次網(wǎng)熱交換器作為熱量測量目標(biāo),2支溫度傳感器應(yīng)分別安裝在零次網(wǎng)換熱器的入口和出口管路上,這樣可以減少鍋爐到零次網(wǎng)換熱器之間的熱傳輸誤差,從而測得零次網(wǎng)換熱器的真實(shí)用熱量。

在鍋爐作為熱源的供熱循環(huán)系統(tǒng)中,把鍋爐的產(chǎn)熱量作為測量目標(biāo)時,2支溫度傳感器應(yīng)分別安裝在鍋爐的出口管路和入口管路上。在熱量的計(jì)算中,不論是采用焓差法還是熱系數(shù)法,供回水溫度溫差都對其有較大的影響,熱量表的溫度傳感器是成對配置的,當(dāng)2支溫度傳感器的測量誤差向不同方向偏移或產(chǎn)生不同步偏移時,會加大溫度測量誤差,從而影響到熱量的測量準(zhǔn)確性。溫度傳感器根據(jù)使用性質(zhì)一般檢定周期為1~2年,作為鍋爐熱量表的溫度傳感器,可每年檢定一次,以減少由于溫度傳感器的測量誤差帶來的熱量表系統(tǒng)測量誤差。

7、超聲波流量計(jì)安裝位置的影響

超聲波流量計(jì)流的安裝應(yīng)遠(yuǎn)離高頻干擾源,例如變頻器、高壓電機(jī)、變壓器以及高壓線網(wǎng)等。應(yīng)有良好的接地系統(tǒng),必要時可單獨(dú)設(shè)置地線網(wǎng)。電源線、信號線要分別穿金屬管敷設(shè),并且金屬管要有良好的接地。


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