气体流量计生产厂家

24小时在线服务
当前位置:2019亚洲杯下注 > 选型手册 >

DN100mm小口径超声波气体流量计

时间:2018/03/18来源:未知

摘要:文章简要先容了速差法 DN100mm 小口径超声波气体流量计的原理、性能, 利用涡轮流量计进行标定的原理、过程及测量结果。 表明 DN100mm 超声波气体流量计在 0.35m/ s~ 14m/ s 的流速范围内的均方误差可达到±1.1 %。

1、引言:
  随着人民生活水平的不断提高, 西气东输重大工程的不断实施, 对天然气或其它气体流量计的需求日益增大 。而目前国内气体流量的检测大多采用孔板 、涡轮流量计 、腰轮流量计等, 这些流量计和超声流量计相比, 虽然有的测量精度也较高 ,但大都存在量程比小 、或体积大 、对媒质有一定要求 、不能测量双向气流等缺点。
  目前西气东输的大口径主管线上已决定采用国外进口的超声波气体流量计, 而对于将来应用面极广的中小口径超声气体流量计目前国内还没有现成的产品,也不可能完全依赖于进口 ,因此 ,研究中、小口径的高精度的超声气体流量计具有很重要的社会及经济价值。
  DN100mm 小口径超声波气体流量计采用声速差法, 通过测量超声波沿气流顺向及逆向传播的声速差来测量管道内稳态或脉动气流的流速 、流量。具有测量快速 、对气体无流阻 、无压力损失、量程比宽等优点。

DN100mm小口径超声波气体流量计
产品价格:
价格 ¥ 800.00~37000.00元
起批量 ≥1 
产品规格:
加工定制 品牌 华云 型号 TDS-100
类型 超声波流量计 测量范围 0-1000000(m3/h) 精度等级 1
公称通径 20-6000(mm) 适用介质 水、油、等任何导声液体 工作温度 -40-150(℃)

2、DN100mm小口径超声波气体流量计的原理:
 采用超声检测技术, 通过测量超声波沿气流顺向和逆向传播的声速差 、压力和温度 ,算出气体流速及标准状态下气体的流量, 其原理如图 1 所示。
图 1  流量计原理图
图 1  流量计原理图
  图中,设两换能器间的距离为 L ,由于管道内的气体流速和声速相比较小, 并且声波传播距离较短,因此可以近似认为超声波沿气流顺向和逆向传播时的传播距离 L1 =L2 =L 。假设超声传播方向与轴线之间的夹角为 φ, 管道内气体静止时的声速为c0 , 则当管道截面内的流速分布均匀且流速为 u时 ,超声波顺向传播声速 c1和逆向传播声速 c2分别为:
计算公式
  式(3)即为速差法流量测量的基本原理表达式。从式中可以看出, 测得的流速 u 与气体的声速 c0 、温度、压力等无关 ,因此不受媒质成分及温度等对测量的影响,这对于实际测量是十分有利的 。
  实际应用时, 由于测量得到的顺逆向声时 t1 、t2包含了电路、电缆及换能器等产生的声延时 τ1、τ2,因此必须扣除其影响 ,此时式(3)可改写为:u =L2cos φ1t 1 -τ1-1t 2 -τ2(4)由此可得到管道内气体的瞬时流量 Q 为:Q =πD24·L2cos φ(1t 1 -τ1-1t 2 -τ2) (5)式中 ,D 为管道直径 。如果将测得的瞬时流量 Q 转换成标准工况下的流量,此时,流量计算公式可表示为:Q =πD24·L2cos φ(t1 -τ1)-1t 2 -τ2)·PT·T 0P0·Z 0Z
  式中 ,P 、T 分别为管道内工况条件下气体的压力(k Pa)和温度(K), Z 为工况条件下气体的压缩因子 , P0、T0分别为标准工况下气体的压力(k Pa)和温度(K), Z0 为标准工况下气体的压缩因子。
  从上述的超声波气体流量测量原理可以看出 ,流量测量时***关键的是声时的测量 ,只要准确测出顺向和逆向传播声时 t1、t2、声延时 τ1、τ2及管道直径 D 、声程 L 、换能器安装角度 φ、管道内气体的温度、压力等 ,就能准确求得管道内的流速 u 及瞬时流量Q 。
  由于声时测量时声程(声时)越大, 相对误差越小,相应的流量测量精度越高 ,为此 ,为了提高流量的测量精度 ,换能器的安装采用了 W 型的多次反射方式 ,以增加声程,如图 2 所示 。
图 2 换能器安装示意图
  为了提高声时的测量精度 ,流量计还采用了获得发明专利的“随机地多次测量时间间隔后平均” 、“过零电平检测” 、“提高超声发射接收能力” 、“尽可能高的时标频率”等技术措施 ,从而大大提高了仪器的声时及流量测试精度[ 1]。

3、流量计的标定:
  根据超声波气体流量计的 A .G .A .9 号报告[ 2]的要求 ,对于超声波气体流量计的标定及校正有干标和湿标两种方法。
  干标即干式标定(dry calibration), 是在气体静止没有流动的情况下 , 通过测量流量方程中的各个参量来进行的标定。干标时, 除了测量标准测量短截的尺寸(如直径 D 、截面积 S 、每个通道的声程 L 及与管线的夹角 φ)外 , 还要按组测量电路 、电缆及换能器的延迟时间 τ1、τ2。
  湿标即实际标定(flow calibration),是在有气体流动的情况下,在流量标准装置上进行的实气标定。湿标一般在干标的基础上进行。通过湿标可以减小由于通道长度、角度、直径和位置等的测量不准确度引起的误差 。标定时应该确保对流量的各种操作不影响测试的结果, 标定时雷诺数还应该尽可能地和实际使用时的值接近。
  由于流量计中采用了较为复杂的电子线路 ,而电子线路特别是其中的放大器等模拟电路会随着时间的推移产生一定的漂移, 因此 ,A .G .A .9 号报告要求除了流量计的干标和湿标外, 还必须进行特殊的零流量验证试验, 即在流量计的使用前或使用过程中特别是在换能器的更换或清洗后, 应该在标准测量短截的两端法兰处安装盲板, 进行气体静止状态下的零流量测试并校正仪器。
  为了验证研制的超声波气体流量计的精度及正确性 ,本文对研制的流量计在干标的基础上用涡轮流量计进行了湿标 ,还进行了零流量的验证试验 。
3 .1、以涡轮流量计作为标准器的流量标定方法及结果:
 采用涡轮流量计的流量标定系统如图 3 所示,图中,风机由变频调速电机驱动 ,通过计算机控制及测试系统可以设定变频调速电机的转速以调节流量 ,并且采集涡轮流量计测得的流量数据 。标定系统中有两个并联的口径分别为 50mm 和 100mm 的标准涡轮流量计 。DN50mm 涡轮流量计的测量精度为 ±0 .5 %, 量程 范围 为 10m3/h ~ 100m3/h ,DN 100mm 涡轮流量计的测量精度也为 ±0 .5 %, 量程范围为 40m3/h ~ 400m3/h 。因此 ,通过管道上阀门 的开/ 关状态选择 , 可以实现流量从10m3/ h到
图 3  采用涡轮流量计的流量标定系统示意图

图 3  采用涡轮流量计的流量标定系统示意图
图 4  3 次重复测量时的流速与超声流量/ 标准流量关系图 图 5 3 次重复测量的流速平均值与超声流量/ 标准流量平均值关系图
图 4  3 次重复测量时的流速与超声流量/ 标准流量关系图 图 5 3 次重复测量的流速平均值与超声流量/ 标准流量平均值关系图
表 1  超声流量计与涡轮流量计 3 次重复测量结果比较表

表 1  超声流量计与涡轮流量计 3 次重复测量结果比较表
  400m3/h 范围内的对超声气体流量计进行的标定实验。对于 DN100mm 的超声流量计, 折算到管道内的流速范围相应的约为:0 .35m/s ~ 14m/s 。
涡轮流量计法标定结果:
  在管道内流速分别为 0 .35m/s、0 .7m/s 、1 .4m/s 、2 .8m/ s 、5 .6m/ s 、9 .8m/ s 、14 .0m/ s 左右的情况下,用空气对超声流量计进行了校正及标定。标定时对每一固定的流速 ,采用每隔 10 分钟记录一组超声和标准涡轮表流量数据的方法, 共记录了 3 组。标定结果如图 4 、图 5 所示, 和图 4 、图 5 相对应的标定时的测量数据如表 1 所示。从表 1 结果可以看出, DN100mm 单通道流量计的测量精度及重复性较好 。在 0 .35 m/s ~ 14 .0m/ s 流速范围内 , 7 个流速测量点的超声实测流量和标准涡轮表的流量值偏差在 ±1 .4 %以内, 标准误差小于±1 .1 %。

3 .2、流量计的静态测试试验结果:
  为了检验超声波气体流量计的稳定性, 在超声标准测量短截两端密封的情况下进行了为期 7 天的静态稳定性试验 ,测试结果如图 6 所示 。
  图 6 中, 7 天内流量计的流速测量平均值为 0 .0033m/ s , 标准误差为 ±0 .0014m/ s , 流速***大值为0 .007m/ s , ***小值为 -0 .001m/ s 
图 6  流量计零流量验证实验结果

图 6  流量计零流量验证实验结果

4 、结论:本文主要先容了 DN100mm 小口径超声波气体流量计的测试原理 、方法及标定结果 。结果表明 ,超声波气体流量计的稳定性、重复性均较好 ,完全能满足现场实际测量的要求 ,有很大的应用前景。本工作得到了上海市煤气企业等单位的大力支撑 ,在此表示衷心感谢 。

常见问题
资料查询
价格咨询
江苏华云仪表有限企业
销售电话:0517-86996066
企业传真:0517-86883033
手 机:18915186518
E-mail:[email protected]
企业地址:江苏省淮安市金湖县工业园同泰大道99号
XML 地图 | Sitemap 地图