DCT7088便携式超声波流量计测量误差分析

2013-11-30 10:37:56来源: 21ic 关键字:超声波流量计  测量误差  误差修正
1 引言

白银公司动力厂供水管线在白银市区内分布点多面广,供水管线的管径从DN25mm到DN900mm大小不一,共1000多条。随着供水管线供水使用年限长,埋在地下老化腐蚀严重,好多管线出现漏口,但因埋在地下又不能及时发现漏口具体位置,致使我厂新水无偿流失量逐年增大。同时随着公司挖潜增效、节能减排工作的开展及对各产品能耗指标考核力度的加大,各厂矿越来越关注日用水量的计量。为避免计量纠纷、查找供水管线漏口,我厂进了1台DCT7088便携超声波流量计,为的是更好的对有疑议供水管线的量进行核查。

2 工作原理

DCT7088超声波流量采用了先进的微处理数字技术,用于工业环境下测量不含高浓度悬浮粒子或气体的均质液体的流量。它采用时差方式的测量原理,利用传感器发出的超声波在流动着的流体中传播,顺流方向声波传播速度会增大,逆流方向则减小,在同一传播距离就有不同的传输时间,根据传输时间之差与被测流体流速之间的关系测出流体的流速(图1)。

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图1 典型时差原理图

流体的流速在管内的不同位置是不同的,其管中央的流速要比靠近管壁的流速快。流体在管道中的流速分布可以用流速截面分布图表示(见图2)。通过对流量计的设置,并考虑流速的截面分布影响,从而计算出平均流速,再根据管道的截面积得出流体的体积流量。

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图2 流速截面分布图

流速与传感器传输时间差的关系式是:

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式中:V是液体沿管道中心线的速度;M为声速;ΔT为顺逆流传播时间差;θ为声路角;M为传感器安装距离;Tup为顺流传播时间;Tdown为逆流传播时间。

瞬时流量公式:Q=KSV

式中:Q为瞬时流量;K为仪表系数,在仪表标定过程产生,是个定值;S为管线截面积;V为液体沿管道中心线的速度。

3 实际使用中测量结果存在的问题

自DCT7088便携式超声波流量计购进后,为尽快掌握测量性能和功能,我们对我厂不同管径、不同材质的输水管线进行了一一测试,在测试过程中发现测量结果存在以下问题。

(1)测试同一管线流量,超声波流量计测量值与在线仪表的测量值之间存在较大差异。

(2)超声波流量计测量值波动较大。

(3)同一管线不同位置测量,各位置的相对误差大于±10%。

(4)DN300mm以下管线测量值误差大于DN300mm以上管线测量值误差。

4 测量误差的产生及分析

我们针对便携式超声波流量计在测试中存在的较大误差,经不断咨询厂家及查找资料,逐步掌握了超声波流量计在测量过程误差产生的主要因素,主要有以下几方面。

(1)不能准确的输入管道参数。便携式超声波流量计探头在管道外部安装,它直接测量的是管道内流体的流速,流量是流速与管道截面积的乘积,而其管道截面积和声道长度都是通过使用者输入的管道参数计算出来的。我们在实际测量过程中,管道参数大都是根据设计图纸或咨询工艺技术人员,因客观原因无法现场就地实测管道各参数。这些参数的准确与否直接影响到测量结果。
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关键字:超声波流量计  测量误差  误差修正

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/1130/article_8268.html
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