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多口径低压气体超声波流量计在负压环境中计量特性的分析

时间:2018/08/21来源:未知

摘要:气体超声波流量计具有通用性好、压损小、精度高、测量范围广等一系列优点, 广泛应用于各个行业[1]。由于其稳定性较好、易损部件少、精度高已成为各个天然气交接门站优选的计量器具[2]。目前大多数在用气体超声波流量计使用工况均为高压, 高流速, 与日常检测工况是相反的。低压气体超声波流量计在现场使用时往往是常压或者次高压, 这与目前气体计量器具检测时压力 (常压) 相接近。实验分两组, 以DN50、DN80、DN100为一组;DN150、DN200、DN250为一组。以负压、检测介质为空气分析不同口径流量稳定性与示值误差。得出不同口径流量计在不同分界流量点以上及分界流量点以下流量稳定性与示值误差变化规律。

0、引言:

  超声波流量计计量具有精度高、易损件少、压损小尤其在使用现场具有易维护等一系列优点, 在天然气计量领域特别是在天然气门站交接领域超声波流量计已有成为***佳选择的趋势[1-2]。目前国内使用的大多数超声波流量计都是高压场合下使用, 这与流量计日常检测的条件恰恰相反 (负压、常压、非实流) 。气体低压超声波流量计现场使用工况主要是常压或者次高压, 这与目前气体流量计实际检测条件 (常压) 相接近。低压气体超声波流量计作为一种新型气体超声波流量计具有稳定性高, 量程比宽检测条件与使用条件相接近等一系列优点, 在气体超声波流量计使用领域具有广阔的前景。

  目前对气体超声波流量计的研究主要集中在高压、实流标定领域[4-5]。对低压气体超声波流量计计量特性研究较少, 在常压, 空气条件下实验, 研究分析了不同口径下低压超声波流量计计量特性, 为今后超声波流量计的检测与规程修订具有重要的借鉴意义。

1、实验方案:

  以不同口径低压气体超声波流量计为实验样品, 在不同流量下不同口径超声波流量计流量稳定性、误差重复性等计量特性。计量实验共2组6个样品, DN50、DN80、DN100为组, DN150、DN200、DN250为第二组, 样品均为日本爱知1.0级, 接触式单声道低压超声波流量计。检测方法为负压、空气标定。标准装置:临界文丘利喷嘴法气体流量标准 (1!15000m3/h) , U=0.25%, k=2;实验室温度为23.2℃、大气压力94.13k Pa、介质为空气, 密度为1.287kg/m3。每个试验点测量6次取平均误差与重复性为该点示值误差与重复性, 流量稳定性为连续60s内该点流量变化情况。

2、实验数据及分析:

  一组不同口径、不同流量点误差及重复性实验结果数据如表1所示, 不同口径超声波流量计在不同流量下流量稳定性变化趋势如图1所示, 通过图表可以看出不同口径在不同流量时误差及流量重复性变化是有差异的。

表1

 

图1 一组流量稳定性图

图1 一组流量稳定性图

 

  由组实验结果可以看出在分界流量点以上DN50、DN80、DN100在流量点为150m3/h时DN 100超声波流量计超过1.0级误差限要求外, DN50、DN80均在误差限要求范围内;其余实验流量点内DN50、DN80、DN100均在误差限范围内。在实验流量稳定性时文中只分析讨论流量为100m3/h、300m3/h时的计量特性, 通过稳定性图谱可以看出在流量为100m3/h时DN50的流量流量稳定性***优DN100变化起伏***大。流量为300m3/h时DN50、DN80、DN100在流量突破某个时间临界值时趋于平稳。

  二组实验结果见表2所列。

  实验2组分别为DN150、DN200、DN250在流量点为1000m3/h, 以上时流量点的误差及重复性, 流量稳定性如图2所示。

表2

表2

图2 二组流量稳定性图

图2 二组流量稳定性图

 

  由二组实验结果可以看出, 在流量为1000m3/h、2500m3/h时, DN150、DN200、DN250超声波流量计误差限均在要求范围内, 流量经过某个临界值时趋于平稳不再变化。

分界流量点以下图谱如图3所示:

图3 各分界流量点以下图谱

图3 各分界流量点以下图谱

  通过分界流量点以下图谱看出, 在分界流量点以下实验组流量计流量稳定性DN50、DN100在流量经过某个临界值时趋于平稳变化。DN150、DN250在分界流量点以下流量稳定性呈现不规律的变化。

  综上分析可以看出, 不同口径低压气体超声波流量计在负压环境及不同流量下, 计量性能的变化规律、流量稳定性变化规律对今后在流量计的使用安装、改造以及规程修订都具有重要借鉴的意义。


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