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外夹式超声波流量计液体流量仪表在线校准方法探析

来源:作者:发表时间:2019-09-21
摘 要:本文基于液体流量仪表不便于离线送检的问题,借助便携式超声流量计具有易安装,准确度较高等优点,提出了一种以使用中检验思想为指导的在线校准液体流量仪表的方法,具体介绍了该在线校准方法的工作原理,分析了该校准方法及具体技术要求,以供同行参考。
1 工作原理
液体流量仪表在校核检验的过程中通常采用外夹式超声波流量计比对法进行在线检测,其工作原理在于使用不同的流量流速促使超声波在流体中的速度传输产生变化,通过对比分析超声波信号的改变,更好的检测检测对象流速,进而计算出对应的流量值。该检测方法中涉及到多种检测原理,分别是多普勒法、声束偏移法以及时差法。
该外夹式超声波流量计主要应用到液体流量仪表中的实时在线校准过程,采用的测量原理为时差法,同时采用声波传输过程中的流量与时间的相对关系原理,一般情况下认为是声波的实际传输速度跟声波传输速度和流体的平均速度以及声波方向的速度分量几个方面构成。从上述分析可知,顺流与逆流过程中的时间与各个速度分量的定量关系为:
20190921110328.jpg
上述公式中:t up 代表超声波逆流传播过程的时间;t down 代表超声波顺流传播过程的时间;L 代表传播中的声道长度;C f 代表声波传播过程的速度;V m 代表流动过程中的轴向平均流速;代表传播声道角。
2 在线校准方法及具体技术要求
超声流量计的使用目的主要是测量以及校准采用标准系列的表格,然后进行对比分析。也就是说在特定时间段内读取标准表与检测表之间的累计值,同时通过下述三项公式进行校核流量计的误差检测以及重复性检测。
20190921110353.jpg
上述公式中:q ij 代表在不同的 ij 流量点进行校准过程中的流量计读数值,主要有累积值以及瞬时值两种;(q s ) ij 代表不同的 ij 两个流量点在校准过程中的示数标示值;E i 代表校核流量计某一特定点处的流量计示数误差值;(E r ) ij 代表校核校流量计特定监测点处的重复检测性。
正是针对上文提出的标准表分析方法,通过采用此种对比分析方法实现被校核仪表的准确定量校核以及准确性判定,与此同时提出了参考借鉴的分析检测思想,也即外夹式超声波流量计与校核的流量计之间的系统性误差,这一误差产生的原因主要在于使用条件以及安装条件难以达到既定的标准,在后期的使用校核过程中需要尽可能的使校核前后的条件一致,这些条件主要涉及流量计的安装方式、安装位置以及系统参数设计等内容,在此条件下进行校核过程就会尽可能的消除系统性的误差变化。同时针对校核过程进行严格的技术要求如下所述:其一,超声波流量检测设备需要具备国家规定的质量检验合格证,确保设备的检测误差低于±0.5 %,同时确保流量计的安装以及使用能够严格限定到 JJG 1030-2007 标准中的检定规程附录 D 的一系列要求。其二,在线监测设备相关的辅助性设备,例如秒表、卷尺等测量工具需要严格符合标准,同时具备有效的校验合格证书以及质量检验证书,同时附带流量计的使用说明书,校核过程中使用设备的使用说明书等内容。其三,检测检核的过程中会受到环境中的湿度以及振动、磁场等环境的影响,需要对环境中的影响因子提出要求,与此同时需要确保设备工作状态,及时掌握设备使用工作参数以及状态,确保现场工作环境符合校核的标准。
3 结语
在实际的使用操作过程中还出现了下述几个方面的问题:
其一,校核流量表在使用之前都需要进行严格的质量安全鉴定,确保合格后才能安装到相应的管路上,同时在流量表使用一个月内必须进行第一次的校准,在后来的使用过程中至少在一年内进行一次校核维护。
其二,计算机信息技术的迅速普及与应用,同时在超声波测量方面大量的使用,使得外夹式超声波流量计在使用的过程中大大提高了使用环境、校准对象以及安装使用的适应性,这几点同样是测量准确性提高的关键所在,如何进一步提高此类影响因素对于校核结果准确度,同时如何实现定性到定量分析的过渡需要后期的深入研究实现。
其三,现场使用校核过程中,数据的采集以及测量只能依靠人工去实现,这就大大降低了校核过程的准确度。
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