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引言
超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的流速,從而換算成流量。根據(jù)檢測(cè)的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。
超聲波流量計(jì)是近十幾年來(lái)隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開(kāi)始應(yīng)用的一種非接觸式儀表,適于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測(cè)量。使用超聲波流量計(jì)比不用在流體中安裝測(cè)量元件故不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài),不產(chǎn)生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。
一、問(wèn)題現(xiàn)狀
日前我處有一供暖工藝管段,采用的是V錐流量計(jì)測(cè)量供回水流量,在運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)日常流量在1000T/h的時(shí)候,供回水的瞬時(shí)偏差能達(dá)到200~300T/h,這就意味著日失水量達(dá)到7200T,這是任何一個(gè)運(yùn)行單位所不能承受的,供需雙方在表具的準(zhǔn)確度上存在較大分歧,但是由于在運(yùn)行期,不可能將流量計(jì)拆除進(jìn)行校驗(yàn),為了解決這一問(wèn)題,我們?cè)O(shè)計(jì)出雙超聲波流量計(jì)在線比對(duì)的方案,通過(guò)實(shí)際操作和數(shù)據(jù)采集分析,為雙方的后續(xù)處理提供了科學(xué)的依據(jù)。
圖1所示為此段管線的計(jì)量工藝系統(tǒng)圖,系統(tǒng)采用的是焓差法測(cè)量供熱量,利用供水管線上的V錐流量計(jì)和溫度探頭組成供水熱焓測(cè)量單元,所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)入熱量積算儀,利用回水管線上的V錐流量計(jì)和溫度探頭組成回水熱焓測(cè)量單元,所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)入熱量積算儀,熱量積算儀通過(guò)定時(shí)采樣,計(jì)算出供回水的焓值差從而計(jì)算出受熱端消耗的熱量。
圖1 計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
在實(shí)際計(jì)量過(guò)程中供、回水流量計(jì)所測(cè)量的流量會(huì)存在偏差,即系統(tǒng)失水,這個(gè)失水如果在正常范圍之內(nèi)是合理的,對(duì)計(jì)量的影響也不會(huì)很大,但是如果供、回水實(shí)時(shí)流量值偏差較大則不僅會(huì)影響儀表的正常計(jì)量也反映出系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)失水過(guò)大,在貿(mào)易計(jì)量中這是供、受雙方產(chǎn)生意見(jiàn)分歧的焦點(diǎn)。
圖2 雙超聲波流量計(jì)測(cè)量圖
二、雙超聲波在線測(cè)量
為了解決上述問(wèn)題,消除雙方對(duì)計(jì)量表具存在的疑問(wèn),我們?cè)O(shè)計(jì)了雙超聲波在線測(cè)量比較的方案,測(cè)量方式見(jiàn)圖2。在超聲波流量計(jì)的位置選擇上需要注意的是,應(yīng)選擇在V錐流量計(jì)的上流側(cè),這樣既保證了有足夠的直管段,流速的發(fā)展比較充分,也不會(huì)受到下游溫度傳感器的干擾,因?yàn)樵谙掠蝹?cè)流速變化比較大,不利于超聲波流量計(jì)的檢測(cè)。
基于上述考慮我們選擇在下午兩點(diǎn)左右流量穩(wěn)定階段進(jìn)行測(cè)試,為了數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性,我們采用了兩部相機(jī)同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)顯示屏進(jìn)行拍攝,zui后匯總記錄的方式,以避免在數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中發(fā)生偏差。通過(guò)測(cè)量我們搜集到一些有效數(shù)據(jù),詳見(jiàn)表1
表1:
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