大口径在线超声流量计示值误差的测量不确定度评定

为保证流量计在不同介质温度、压力等条件下测量的准确性,本文以准确度等级2.0级,规格DN1000的供排水管段式超声流量计为例,依据JJF(豫)276—2019,运用数学模型对大口径在线污水流量计示值误差的测量不确定度进行分析、评定,识别不确定度来源,并提供准确的评估。利用数学模型,我们可以系统地考虑各种因素对测量结果的影响,量化这些不确定度,并对其进行分析。

大口径多声道超声流量计的干校验法检定

通过理论分析和大量的实验研究，为多声道超声流量计干校验法提供了依据。

小口径多声道超声流量计的非实流式校准技术

为了实现超声波流量计在线流量测量,发展一种有效的超声波流量计现场非实流校准技术十分重要.超声波流量计的非实流校准以超声传播时间差的标定和几何尺寸的校准为基础,由于现场校准设备的局限性及简化操作流程的需求,以几何尺寸的校准为基础,通过公式推导分析对流量计量产生影响的参数,并结合实验确定参数对流量计测量数值的影响.以某型DN80多声道流量计的非实流校准过程为例,分析并验证小口径多声道超声流量计的非实流校准技术.在校准过程中,由内径千分尺测量管道内径,并使用流量计所带的传感器组进行超声激励和接收.对所得超声信号使用相关法进行处理,计算声程长度,并对流量计出厂参数进行修正.结果表明:校准后测量误差大幅下降,该方法可以用于小口径多声道超声流量计的校准.

插入式超声波流量计在供水大口径管道中的应用

在供水系统计量中,工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题,机械式水表使用较多,大管径流量的水表存在误差较大,计量不准,无校验手段。本文探讨在供水大口径管道中应用超声波流量计,并对该性能进行分析对比,提高供水计量的准确性。分别选用MF-G2和TDS-100型插入式超声波流量计,在现场应用,效果较好,精确度达到1%。

大口径超声波流量计内部流-声耦合特性仿真分析

为了探索工业用大口径水流量管道中超声波流量计的使用及其关键的流场-声场耦合机理,针对一DN500大口径超声波流量计进行了流-声耦合数值模拟研究。系统分析了大口径管道中的流场分布特性,揭示了传感器安装结构对于流场和声场带来的综合影响,给出了声波在管道流体中的传播动力学过程,通过换能器的声压接受信号结果计算得到了大口径管道内超声流量计模型的预估流速及计算偏差,其复杂的流-声耦合机理研究对超声波流量测量性能的提升具有重要意义。

多声道超声流量计在大口径低流速双向流管道测量中的应用

介绍了取得多国专利的韩国昌民技术有限公司的多声道超声流量计的原理、特点、应用范围以及主要技术参数;该流量计在市政水源厂、污水厂、石化炼油厂的大口径低流速、双向流的管道流量计量中已成功应用。

时差式超声波流量计在大口径循环水管道的应用

介绍了时差式超声波流量计的测量原理 ,具体分析了在大口径管道循环水流量测量应用中影响其测量精度的主要因素 ,提出正确选择安装场所及换能器安装的原则和措施 ,以期得到较满意的应用效果。

多声道超声波气体流量计声平面安装角度对测量影响的模型仿真和实验研究

采用计算流体力学(CFD)方法,建立90°单弯管道内气体流动的仿真模型,获得管道内流场分布情况,通过对声路上每个网格内声波传播时间逐个累计的方式模拟超声波流量计原理计算渡越时间。搭建超声波气体流量计量实验系统,通过实验验证仿真结果。研究结果表明:在90°单弯管道下游,随直管段距离增加,多声道超声波气体流量计的计量偏差逐渐减小。以90°单弯管下游10D位置安装的六声道超声波流量计为例,声平面角度变化使计量相对误差发生变化。相对于与弯管平面平行或者垂直安装的方式,与弯管平面倾斜安装能有效避开流速分布的低速区,降低计量误差。在实际应用中,当管道内流场分布非对称时,多声道流量计声平面安装角度的变化会影响流量计量效果。在阻流件下游安装多声道超声波流量计,需根据流场分布特点选择适当的声平面安装角度,降低非对称流速分布对精度带来的影响。

超声波流量计中反射装置的声-固耦合分析

对超声波流量计中的反射装置进行有限元模拟计算,利用声-固耦合的方法将流体域内的声压和固体域中的结构变形联系起来。在流体域内求解Helmholtz方程,得到的声压作用于固体表面使得超声波反射装置受到载荷,而结构变形在固体边界的法向上产生结构化加速度。选取一款超声波流量计的反射装置并将其置于无限大空间中,通过一个球体对计算区域进行分割得到有限元计算区域,将超声波换能器简化为垂直入射计算区域的平面波。通过对硬边界、铝材料和不锈钢的模拟结果进行对比,分析3种情况下超声波传播过程中3条路径上的声压级变化,得出固体域的结构变形对超声波传播过程中声压分布产生影响;不锈钢材料宜作为反射装置的材料。

稳态背景流场下超声波流量计内瞬态声场分析

采用Runge-Kutta间断有限元(RKDG)方法对一款Z型超声波水表进行三维数值模拟,计算过程分为流场计算和声场计算两个部分。采用标准k-ε模型获得超声传播的稳态背景流场。对声学变量作线性化假设,从欧拉方程、连续性方程和状态方程中获得绝热状态下声传播的控制方程。在发射换能器的端面定义法向速度边界条件,以图形化的形式展现超声波在顺流情况下的传播过程。切换发射和接收换能器的相对位置,重新计算得到声波逆流传播时相应接收换能器端面的平均声压分布。对比顺、逆流情况下换能器端面平均声压分布,通过曲线拟合得到的传播时差值要小于实验得到的时差值。该方法为模拟声波在复杂结构和流动中传播提供可能性。

宽波束超声波流量计Lamb波发射技术研究

宽波束超声波流量计的研究是超声波流量计发展的趋势,但目前专门针对管道流量测量的宽波束理论研究较少.为此,在建立管道声路模型的基础上,推导了适用于管道流量测量的Lamb波的色散方程,给出了在管道中通过调整超声波发射频率激发Lamb波的方法,并分析了在该条件下管道中的声场分布,从而建立了一套管道Lamb波理论.在此理论基础上,设计了验证管道Lamb波理论的实验方案,实验数据与理论推导基本吻合,因此从实验角度验证了管道Lamb波理论的合理性.

超声多普勒流量计实现分区流速测量的方法研究

为了扩展超声波多普勒测量方法的功能并提高超声多普勒流量计的测量精度 ,提出了可以实现流通区域内流体速度分布测量的分区流速测量方法 .采用超声波交叉域法 ,对声束的发射与接收进行汇聚 ,使流速信息集中在流场中十几毫米到数毫米的区域范围内 ;采用多个发射、接收换能器 ,让声束的交叉域分布在描述流场特性的地方 ,实现了流场的分区流速测量 .扩展了超声波多普勒方法的测量功能 ,若对分区流速进行积分处理就可获得流量 。

外夹式超声流量计在线校准大口径水流量计若干问题的研究

设计了一种能精确测量管道外径,并辅助换能器安装定位于平均直径位置的装置,实用性强;对管道的影响进行了分析与阐述,指出注意事项;提出了检测井的建设位置及空间尺寸的要求;对上游跌水井气泡多的具体情形进行了分析,并给出改进建议,有效减少了气泡含量和稳流。

浅析时差式超声流量计在大流量在线校准工作中的应用

本文从时差式超声流量计原理着手,从四个大方面讨论了影响大流量在线校准准确性的各种因素,同时又较有针对性的提出了大流量在线校准时超声流量计使用的一些注意事项,对计量技术机构开展大流量在线校准工作具有一定的借鉴价值。

超声波流量计在大管径天然气计量中的应用

超声波流量计是现代化工业生产中测量流量的重要工具之一。超声波流量计在大管径天然气计量中具有突出的优点。通过对超声波流量计的测量原理和影响超声波流量计测量精度的因素分析,详细阐述了解决测量精度的具体方法,提供了仪表选型、安装的指导性建议。

交叉声路技术在超声流量计中的应用

在复杂流态条件下，普通超声流量计的测量精度会明显降低。本文介绍一种能够在复杂流态条件下保证超声流量计测量精度的交叉声路技术。本文介绍了该技术的基本原理、设计方法和计算方式。该技术已得到成功应用。

多声路超声波流量计在变断面涵道流量测量中的应用

分析了采用多声路超声波流量计测量变断面涵道流量存在的难题 ,从声路分布、积分方法等方面提供了可行的解决方案 ,并介绍了采用超声波法在低水头轴流式机组上进行绝对效率试验所获得的成果。

电磁超声流量计的研制

基于电磁声换能器的原理 ,研制了一种新型的电磁超声流量计 。

小口径气体超声流量计技术性能测试研究

近年来随着电子技术的进步和超声换能器技术的发展,出现了口径在DN80及以下口径的气体超声流量计,其声道数量、通道布置等技术设计各不相同。在理论上这些小口径超声流量计指标均不逊色于大口径气体超声流量计的性能指标,可以有效应对各种复杂工况条件。但是由于声道布置、换能器探头技术等原因,在较小的管道内径中气体超声流量计实现精确测量要比在大口径条件下实现精确测量的难度大,小口径气体超声流量计在实流测试中性能指标能否达到其理论宣称的一致,其不同的声道数量和通道布置是否具有理论上的技术优势还有待实验室测试证实。

电磁超声流量计的研制

本文介绍了电磁声换能器的原理 ,在此基础上研制了一种新型的超声流量计———电磁超声流量计 。