单声道超声流量计不同声道布置形式的流场适应性

流量计安装条件对其测量性能的影响是流量测量领域的一个重要问题.基于实流实验与数值仿真相结合方法,对单声道超声流量计的5种声道布置形式进行研究,对其在3种典型的阻流件(单弯头、双弯头、渐缩管与单弯头组合)下游的测量性能进行数值仿真,提出了流场敏感误差和流场敏感因子2个评价指标来表征超声流量计的流场适应性.结果表明:三角形声道布置方式对这3种非理想流场均有较好的适应性;超声流量计对流场的敏感程度与其声道反射次数没有必然联系,关键是合理布置声道位置.

声道布置形式对超声流量计测量结果的影响

讨论旋涡与横向流对不同四声道布置形式的超声流量计产生影响的机理.在高压空气流量标准装置上对DN200 mm和DN100 mm超声流量计分别在安装和不安装整流器的条件下进行实验,分析气体超声流量计不同声道布置形式下测量结果之间的差异.结果表明,当汇管下游管道中存在流场畸变时,单面四声道和交叉四声道的测量结果显著不同,最大相差0.4%.安装角度也会对测量结果产生影响,不同安装角度的两种单面四声道测量结果相差约0.7%,差异相对较小.安装整流器可减小测量误差,也可以减小不同声道布置形式下测量结果之间的差异,但整流器前后需要一定长度的直管段才能达到最佳整流效果.

大口径气体超声流量计声道布置形式探讨

对上海中核维思仪器仪表有限公司（WEISI）研发大口径多声道气体超声流量计（GUSF）过程中，对流量计各种声道的布置形式进行对比，提出目前适合大口径管道用的GUSF的声道布置方式及优缺点，并且列举应用实验数据加以说明。

多声道超声流量计在单弯管流场中的误差研究

通过单声道误差计算公式和误差统计权重系数的分析,得到多声道超声流量测量的误差计算公式。针对单弯管流场状况,计算不同安装角度下的对角式和平行式的多声道布置方式及不同安装位置的误差-角度关系及误差与管道粗糙度的关系。结果表明,每一种布置方式均有理论测量误差为零的安装角度,可通过选择合适的安装角度和位置来减小测量误差。若采用平行式的声道布置,则可通过选择0.4～0.6之间的弦位置来提高测量精度。

多声道超声流量计在双弯管流场中的适应性研究

通过单声道误差计算公式和误差统计权重系数的分析,得到多声道超声流量测量的误差计算公式,针对双弯管流场状况,计算对角式和平行式的多声道布置方式在不同安装角度下的误差-角度关系。结果表明,每一种布置方式均有理论测量误差较小的安装角度,但在精度要求较高时,应采用对角式的声道布置方案。

单声道超声流量计在双弯管流场中的适应性研究

针对非理想流场对超声流量检测的影响,研究直射式和折射式单声道布置方式在双弯管流场下的测量误差。通过理论误差的分析,计算出不同的声道布置方式和安装角度下的误差-角度关系。结果表明,直射式安装方式均有测量误差为零的安装角度,而折射式安装则始终存在正向偏差。所以采用径式安装的直射式声道布置在测量精度上优于其它布置方案。

超声流量测量中换能器对流场扰动机理研究

超声流量计从原理上讲是可以实现非实流标定的一类流量计,但目前国内外仍未普遍推行该技术的一个重要原因是超声换能器对流场扰动影响的研究尚需深入,特别对于中、小口径超声流量计,换能器对流场的扰动作用、对测量精度的影响更为严重。利用计算流体力学数值仿真方法研究换能器对流场的扰动机理,前期已通过实流试验验证仿真方法正确性,在此基础上重点分析DN100超声流量计分别在单面、交叉1、2、4六种声道布置形式下,换能器插入深度对流速分布、测量误差的影响规律。研究结果表明,换能器对流场的节流作用使得采用交叉声道布置形式、换能器全部插入管道时的测量效果最好,测量误差最小;随着布置声道数目逐渐增多,换能器对测量误差的负向影响越大。

阀门扰流条件下外夹式与插入式多声道超声流量计性能对比

对于管道结构与环境条件复杂的工业管路而言,时差法多声道超声流量计在测量准确度、可靠性和稳定性方面拥有巨大的优势。着重介绍了不同声道布置形式超声检测仪表在测流算法方面的差异,分析了各自流量测量中的影响因素及抗扰流能力。以典型外夹式与插入式多声道超声流量计为研究对象,基于中国计量科学研究院(NIM)热水流量标准装置开展了闸阀扰流实验测试,测试结果显示插人式仪表的相对偏差在±0.3%以内、重复性为0.01%~0.12%;外夹式流量计测量偏差为-5.45%~0.70%、重复性为0.07%~0.32%,这表明插入式多声道布置形式能大幅提升仪表的抗扰流性能,而外夹式多声道布置的提升效果较为有限。

超声流量计在单弯管流场中的适应性研究

通过单声道误差计算公式和误差统计权重系数的分析，得到不同声道超声流量测量的误差计算公式，针对单弯管流场状况，计算直射式和折射式单声道布置方式及对角式和平行式的多声道布置方式在不同安装角度下的误差一角度关系。结果表明，对角式的多声道布局具有最佳的表现，这和流场的特殊性以及对角式声道布置方式的声道互补特性有很大的关系。