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

1、上下游直管段的影響

由于時(shí)差式超聲波流量計標定系數K值是雷諾數函數,所以當流體從層流過(guò)渡到紊流時(shí),其流速分布不均勻,標定系數K值將產(chǎn)生較大的變化,從而影響測量準確度。根據設計要求換能器應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、閥等設備時(shí),需要按照“距離紊流、震動(dòng)、熱源、噪聲和射線(xiàn)源越遠越好”的要求做,換能器應安裝在上游直管段30倍管徑以上的位置。直管段長(cháng)度是保證時(shí)差式超聲波流量計測量準確度的重要因素之一。

2、安裝管道參數設置的影響

根據時(shí)差式超聲波流量計流量計量公式qv=(π/4)D2v,(qv瞬時(shí)流量,D管道直徑,V流體流速m/s)當管道材質(zhì)及尺寸設置與實(shí)際管道尺寸不符時(shí),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,導致計算結果不準確。換能器的安裝距離是根據流體性質(zhì)、管道材質(zhì)、內外管徑、安裝方式等參數綜合運算的結果。據有關(guān)資料介紹,如果管道內徑誤差±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?xún)鹊牧髁空`差。由此可見(jiàn),只有正確設置管道參數,換能器才能安裝正確。因此,管道參數設置的準確性直接影響著(zhù)時(shí)差式超聲波流量計測量準確度。

3、換能器安裝的影響

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

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(shí),將減弱聲波信號強度,因此被測流體含氣量對超聲波流量計測量數據有很大影響。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(mǎn)足設計要求,但當鍋爐出水溫度低于80℃時(shí),熱量表工作正常,當鍋爐出水溫度高于80℃時(shí),管道內會(huì )有細小的氣泡產(chǎn)生,在閉環(huán)的鍋爐系統中,這些氣泡使終裹挾在流體里,從而影響時(shí)差法超聲波流量計測量準確度,造成熱量值的誤差,影響熱量調節工作。

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

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(shí)需要在管道表面均勻地涂一層耦合劑,一般厚度為1mm,并將耦合劑內的氣泡和顆粒擠出去,換能器的發(fā)射面應緊密地貼在管壁上。

鍋爐出口溫度在冬節生產(chǎn)時(shí)往往會(huì )在100℃~110℃,安裝在鍋爐出口的時(shí)差法超聲波流量計如果使用普通的耦合計在短時(shí)間內便會(huì )失效,從而影響時(shí)差法超聲波流量計的測量準確度,因此,必須選用特制的耐高溫耦合劑。

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

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

6、溫度傳感器的影響

根據超聲波熱量表的工作原理可知,熱量表是由流量計、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(shí)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的PT1000,并且是成對配置的,一支安裝在供水管道上標記為紅色,另一支安裝在回水管道上標記為藍色。

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

溫度傳感器的安裝位置還與被測目標有一定的關(guān)系,在以鍋爐為熱源的零次網(wǎng)循環(huán)系統中,如果把零次網(wǎng)熱交換器作為熱量測量目標,2支溫度傳感器應分別安裝在零次網(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)系統中,把鍋爐的產(chǎn)熱量作為測量目標時(shí),2支溫度傳感器應分別安裝在鍋爐的出口管路和入口管路上。在熱量的計算中,不論是采用焓差法還是熱系數法,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(shí),會(huì )加大溫度測量誤差,從而影響到熱量的測量準確性。溫度傳感器根據使用性質(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(lái)的熱量表系統測量誤差。

7、超聲波流量計安裝位置的影響

超聲波流量計流的安裝應遠離高頻干擾源,例如變頻器、高壓電機、變壓器以及高壓線(xiàn)網(wǎng)等。應有良好的接地系統,必要時(shí)可單獨設置地線(xiàn)網(wǎng)。電源線(xiàn)、信號線(xiàn)要分別穿金屬管敷設,并且金屬管要有良好的接地。


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