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小口径气体超声流量计技术性能测试

时间:2017/07/04来源:未知

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测量要比 在大口径条件下实现测量的难度大,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。

1.基本情况

通过对国内主流气体超声流量计厂家的调研比 较,并通过调查成都分站的小口径气体超声流量计实 流检定数量,筛选出目前国内站场上使用情况***多的 5个厂家9台不同规格型号的小口径气体超声流量计 参与项目实验,见表1。

小口径气体超声流量计技术性能测试

2.性能测试方案

步性能测试将使用成都分站的临界流文丘 里喷嘴标准装置对选定的流量计的相对示值误差、重 复性等逐一进行测试,实验压力范围(1.0~1.5)MPa, 上游直管段大于100D,下游直管段大于50D的理想 流场状态下,测试流量计进行多点修正后其性能指标 的变化;

第二步测试将使用成都分站的临界流文丘里喷 嘴标准装置对选定的流量计在汇管为阻流件条件下 进行测试,实验压力范围(1.0~1.5)MPa,在流量计上 游5D处加装汇管为阻流件条件下进行测试,然后在 上游5D处加装32孔板式流动调整器改善流态再进 行测试,见表2。

表二

3.小口径气体超声流量计的性能影响 测试结果

理想流态下,修正后的DN80小口径气体超声流 量计4声道和6声道并没有明显的性能差距,仅就测试的个体表的测试数据来看,无论DN80小口径气体 超声流量计采用的是4声道和6声道,其在理想流态 下的性能测试数据都是满足现场计量准确度要求的见图1。

理想流态下,修正后的DN50两声道小口径气体 超声流量计在理想流态下的性能测试数据都是满足 现场计量准确度要求的,见图2。

图1 图2

在流量计上游5D处加装汇管干扰进行测试,然 后在上游加装32孔板式流动调整器改善流态再进行 测试,测试数据发现4声道的DN80 口径的气体超声 流量计的相对示值误差要明显优于2声道的DN50 口 径的气体超声流量计,同等DN80口径的气体超声流 量计6声道的相对示值误差较之于4声道并无明显优 势,见表3。

表3

4.结论与建议

各厂家的小口径气体超声流量计在置入修正 系数后均能显著降低流量计的相对示值误差,其基本 性能均满足分界流量值qt上相对示值误差优于 0.7%,重复性优于0.2%的技术指标,但建议小口径气 体超声流量计在用于现场贸易计量前必须经过实流 检定并进行修正后验证点测试;

在本次测试中,在理想流态下,无论是口径为 DN80的4声道超声流量计或6声道超声流量计,还是 DN50的2声道超声流量计,其性能均满足贸易交接 计量准确度要求。但在上游存在严重流态干扰的情 况下,4声道的DN80 口径的气体超声流量计的测试 表现要明显优于2声道的DN50口径的气体超声流量 计,同等DN80 口径的气体超声流量计6声道较之于4 声道并无明显优势;

在本次测试中,在上游5D处加装32孔的板 式流动调整器对于各厂家的DN80超声流量计而言均 有一定的流态改善作用,其相对示值误差会明显变 小;而加装32孔的板式流动调整器对于各厂家的 DN50超声流量计而言没有明显的流态改善作用,无 法使相对示值误差明显优化;

在本次测试中,U型超声流量计较同等口径的 直通型超声流量计而言耐汇管干扰、流态变化的能力 要强,但达不到厂家宣称不需要上游直管段的程度,当

上游流态不稳定时同样会造成测试数据显著变化;

不同厂家的小口径超声流量计在修正合格后 均能用于贸易计量,但在面对现场无法克服的复杂流 态影响时,如果场地条件可以满足的情况下,***佳解 决方法依然是保证上游直管段长度,其次是选择性能 更,更能耐受复杂流态干扰的流量计,***后是在 上游安装流动调整器调整流态干扰;

由于成都分站在超声流量计测试各种小口径 气体超声流量计时间较短,选择进行实验的超声流量 计数量太少,无法形成足够的统计规模,对于一些偶 然性和异常情况可能估计不够;

对于声道数量、声道布置方式对于小口径超 声流量计计量性能的影响研究还很不足,比如在选择 阻流件干扰测试时,鉴于各种原因只选择了汇管干扰 测试,而加装32孔的板式流动调整器时,位置选择由 于现场工艺条件限制,只安装在上游5D处,这些限制 条件导致本次测试代表性不足。

成都分站在较短的时间内开展了小口径气体超 声超声流量计性能测试的研究,取得的一些初步的数 据和结论,但由于时间和一些客观条件上的局限,目 前的研究还相当不彻底,对此特提出下一步开展工作 的建议:

(1)选择更多的阻流件来进行流态影响测试,考 察已有的小口径气体超声超声流量计对复杂流态的影响反应程度;

(2)将板式流动调整器加装到上游10D处,考察 板式流动调整器在现场实际安装位置对复杂流态干 扰的流态调整效果;

(3)选择一个现场贸易交接站场,实际的进行一 个较长时段的计量测试,考察小口径气体超声流量计 在现场变化工况条件下(压力波动、流量变化等)的适 用性研究。

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