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        影響超聲波流量計(熱量表)測量精度的主要因素
        發布時間:2020-07-04 08:05:38

        1、上下游直管段的影響

        由于時差式超聲波流量計標定系數K值是雷諾數函數,所以當流體從層流過渡到紊流時,其流速分布不均勻,標定系數K值將產生較大的變化,從而影響測量準確度。根據設計要求換能器應安裝在上游直管段為10倍管徑、下游直管段5倍管徑的位置,對于上游存在泵、閥等設備時,需要按照“距離紊流、震動、熱源、噪聲和射線源越遠越好”的要求做,換能器應安裝在上游直管段30倍管徑以上的位置。直管段長度是保證時差式超聲波流量計測量準確度的重要因素之一。

        2、安裝管道參數設置的影響

        根據時差式超聲波流量計流量計量公式qv=(π/4)D2v,(qv瞬時流量,D管道直徑,V流體流速m/s)當管道材質及尺寸設置與實際管道尺寸不符時,將使理論管道流通截面積與實際管道流通截面積產生誤差,導致計算結果不準確。換能器的安裝距離是根據流體性質、管道材質、內外管徑、安裝方式等參數綜合運算的結果。據有關資料介紹,如果管道內徑誤差±1%,則引起約±3%的流量誤差。如果安裝距離誤差±1 mm將產生±1.5%以內的流量誤差。由此可見,只有正確設置管道參數,換能器才能安裝正確。因此,管道參數設置的準確性直接影響著時差式超聲波流量計測量準確度。

        3、換能器安裝的影響

        時差法超聲波流量計測量器件換能器聲波的傳輸分為直線式和反射式,反射式按安裝方式又有V式、Z式、W式,可根據管徑、所測流體性質,有無管襯以及現場安裝條件進行選擇。另外換能器必須安裝在與管線正切的方向,否則會影響聲波的發射和接收,進而影響時差法超聲波流量計的測量準確度。

        4、被測流體含氣量的影響

        不溶氣體具有非常低的聲阻抗,可能造成聲束分散,含氣量大時,將減弱聲波信號強度,因此被測流體含氣量對超聲波流量計測量數據有很大影響。在實際供熱生產中,所有熱量表安裝的外部條件勻已很好地滿足設計要求,但當鍋爐出水溫度低于80℃時,熱量表工作正常,當鍋爐出水溫度高于80℃時,管道內會有細小的氣泡產生,在閉環的鍋爐系統中,這些氣泡使終裹挾在流體里,從而影響時差法超聲波流量計測量準確度,造成熱量值的誤差,影響熱量調節工作。

        要想消除這些氣泡,可以在鍋爐出口安裝一個大于出口管徑的聚氣裝置,加長流量計上游的直管段距離,還可以采取安裝紊流裝置的設施,以減少和消除被測介質內的含氣量,保證熱量表的測量準確性。

        5、耦合劑的影響

        為了保證換能器能夠與管道充分接觸,安裝換能器時需要在管道表面均勻地涂一層耦合劑,一般厚度為1mm,并將耦合劑內的氣泡和顆粒擠出去,換能器的發射面應緊密地貼在管壁上。

        鍋爐出口溫度在冬節生產時往往會在100℃~110℃,安裝在鍋爐出口的時差法超聲波流量計如果使用普通的耦合計在短時間內便會失效,從而影響時差法超聲波流量計的測量準確度,因此,必須選用特制的耐高溫耦合劑。

        在供熱管線上的時差法超聲波流量計,往往會安裝在儀表井內,安裝環境潮濕,有時會被水淹,一般的普通耦合劑不具備防水性質會很快失效,影響時差法超聲波流量計的測量準確度,必須選用具有防水性的耦合劑。

        耦合劑有使用有效期,根據性質、品牌不同有效期也不盡相同,一般為12個月,因此,為了保證測量準確度,每12個月應重新更換耦合劑,重新安裝換能器。

        6、溫度傳感器的影響

        根據超聲波熱量表的工作原理可知,熱量表是由流量計、積算儀和一對溫度傳感器組成,為了保證熱量表的測量精度,時差法超聲波熱量表中的溫度傳感器往往采用分度值更為精細的PT1000,并且是成對配置的,一支安裝在供水管道上標記為紅色,另一支安裝在回水管道上標記為藍色。

        溫度傳感器不宜安裝在管道的較高位置上(可能充不滿液體);要確保溫度傳感器的插入深度,應使溫度傳感器位于管道中心偏下的位置。當溫度傳感器與流量傳感器處于同一管路上時,溫度傳感器應安裝在流量計下游5倍管徑或更遠的位置,以避免因安裝位置產生的氣泡和亂流影響流量計的測量準確度。

        溫度傳感器的安裝位置還與被測目標有一定的關系,在以鍋爐為熱源的零次網循環系統中,如果把零次網熱交換器作為熱量測量目標,2支溫度傳感器應分別安裝在零次網換熱器的入口和出口管路上,這樣可以減少鍋爐到零次網換熱器之間的熱傳輸誤差,從而測得零次網換熱器的真實用熱量。

        在鍋爐作為熱源的供熱循環系統中,把鍋爐的產熱量作為測量目標時,2支溫度傳感器應分別安裝在鍋爐的出口管路和入口管路上。在熱量的計算中,不論是采用焓差法還是熱系數法,供回水溫度溫差都對其有較大的影響,熱量表的溫度傳感器是成對配置的,當2支溫度傳感器的測量誤差向不同方向偏移或產生不同步偏移時,會加大溫度測量誤差,從而影響到熱量的測量準確性。溫度傳感器根據使用性質一般檢定周期為1~2年,作為鍋爐熱量表的溫度傳感器,可每年檢定一次,以減少由于溫度傳感器的測量誤差帶來的熱量表系統測量誤差。

        7、超聲波流量計安裝位置的影響

        超聲波流量計流的安裝應遠離高頻干擾源,例如變頻器、高壓電機、變壓器以及高壓線網等。應有良好的接地系統,必要時可單獨設置地線網。電源線、信號線要分別穿金屬管敷設,并且金屬管要有良好的接地。


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