在相異于校準(zhǔn)條件的情況下水工業(yè)超聲流量計(jì)量表的操作

發(fā)布：2018-12-18 | 點(diǎn)擊：人次

摘要：在相異于校準(zhǔn)條件的情況下水工業(yè)超聲流量計(jì)量表的操作資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量儀生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。1、摘要現(xiàn)在，用于天然氣計(jì)量的超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)盡可能在流量校準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。既然幾乎所有的這些裝置使用天然氣流過管線，在通常情況下，就不可能改變影響聲速的參數(shù)，比如。更多的流量計(jì)廠家選型號價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢，下面是在相異于校準(zhǔn)條件的情況下水工業(yè)超聲流量計(jì)量表的操作文章詳情。

1、摘要

現(xiàn)在，用于天然氣計(jì)量的超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)盡可能在流量校準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。既然幾乎所有的這些裝置使用天然氣流過管線，在通常情況下，就不可能改變影響聲速的參數(shù)，比如溫度、壓力、氣體組成。當(dāng)超聲流量計(jì)使用時(shí)這些參數(shù)如果相異于校準(zhǔn)情況下的數(shù)值，校準(zhǔn)還能起到作用嗎？

為了定量地描述這些參數(shù)的變化對超聲流量計(jì)校準(zhǔn)的影響，進(jìn)行了一系列的仔細(xì)控制的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。*步的實(shí)驗(yàn)包括在西南研究院（SwRI）的高壓回路中使用壓力2.8MPa（400psi）的天然氣介質(zhì)校準(zhǔn)一臺200mm（8inch）和一臺300mm（12inch）的超聲流量計(jì)。作為附加的參考，200mm和300mm的渦輪流量計(jì)也應(yīng)用于回路中。然后把流體介質(zhì)改為氮?dú)猓曀僮兓?6%，數(shù)值上等效于天然氣4.6MPa（677psi）的壓力。

為了進(jìn)一步試驗(yàn)壓力對超聲流量計(jì)校準(zhǔn)的影響，在壓力從1.4MPa（200psi）到7MPa（1000psi）的范圍內(nèi)，使用氮?dú)鈱趶?00mm的流量計(jì)進(jìn)行了一系列的統(tǒng)計(jì)聲速測量。測量值表明在這個(gè)壓力范圍內(nèi)聲速的變化在計(jì)算值的0.03%以內(nèi)。

此外，對溫度和流體介質(zhì)的變化導(dǎo)致的聲速的變化，進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。用天然氣在21℃（70℉）和10℃（50℉）進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，用氮?dú)庠?1℃（70℉）和32℃（90℉）下進(jìn)行。對每一系列的校準(zhǔn)，對比平均校準(zhǔn)曲線，得出變化對校準(zhǔn)的影響。在滿足期望的裝置和流量計(jì)再現(xiàn)性條件下，超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)對聲速的變化、溫度和壓力的變化都沒有反應(yīng)。當(dāng)用于校準(zhǔn)的流體介質(zhì)從天然氣變化到氮?dú)鈺r(shí)，觀察到的微小的變化是由于對這兩種氣體使用的狀態(tài)方程不同。

這些測試結(jié)果證明如果超聲流量計(jì)在一套條件下的校準(zhǔn)程序是可行的，在另外的條件下使用也可以，包括用不同的氣體介質(zhì)。

2、引言

用于關(guān)聯(lián)交易的天然氣計(jì)量用超聲流量計(jì)的原理是通過測量氣體的超聲波傳播時(shí)間。超聲波在與流體流向一致時(shí)，傳播時(shí)間要小于逆流時(shí)的情況。兩種狀態(tài)下的傳播時(shí)間差用于計(jì)算氣體流動的平均速率。實(shí)際的體積流量可用下式表示：

這里K=流量計(jì)的儀表系數(shù)，△T=傳播時(shí)間差，T1=順流時(shí)的傳播時(shí)間，T2=逆流時(shí)的傳播時(shí)間

由于這個(gè)流量方程式中只包括了流量計(jì)的物理學(xué)結(jié)構(gòu)尺寸和傳播時(shí)間，它獨(dú)立于流動氣體中的聲速（SOS）。因此，就可以作出假設(shè)：氣體流速的測定獨(dú)立于影響氣體中聲速的因素，比如溫度、壓力和氣體組成。如果這個(gè)假設(shè)不正確，超聲流量計(jì)在不同于現(xiàn)場運(yùn)行條件下的校準(zhǔn)的有效性就值得考慮。

首先，對超聲流量計(jì)氣體速度的測定獨(dú)立于聲速，但可能由于下列原因還有一些次要的影響。

聲阻改變了信號對氣體的耦合；

雷諾數(shù)的變化。雷諾數(shù)正比于特定的重力（SG）與粘度的比值；

信號的波長（WL）隨氣體組成變化而變化。

在不同的介質(zhì)下留意這些參數(shù)是饒有興趣的。下列的表格是針對標(biāo)準(zhǔn)條件，注意對一給定的管徑大小和流速，雷諾數(shù)幾乎是個(gè)常數(shù)。

表1氣體性質(zhì)

當(dāng)從天然氣改變?yōu)榭諝饣蛘叩獨(dú)猓S多氣體性質(zhì)會變化，比如聲速、特定的重力和粘度。然而，由于它們也隨溫度和壓力變化，超聲流量計(jì)在操作條件的范圍內(nèi)在氣體性質(zhì)上就有可以想象得到的交迭，表明偏離標(biāo)準(zhǔn)條件不是那么重要。

3、研究目標(biāo)

本文中所闡述的研究目標(biāo)是確定溫度、壓力和流體介質(zhì)變化對氣體超聲流量計(jì)的影響。除了檢驗(yàn)超聲流量計(jì)技術(shù)外，該套程序還有支持這些天然氣流量計(jì)用氮?dú)饣蚩諝庑?zhǔn)的作用。

現(xiàn)在，在北美只有兩套設(shè)備可用以在超出流量范圍的情況下校準(zhǔn)口徑大于200mm的超聲流量計(jì)。這些流量計(jì)的安裝以每年超過10%的速度在增長。在將來，校準(zhǔn)設(shè)備將會變的有很大的局限性。這些校準(zhǔn)裝置可能在使用不到幾年的情況下就需要重新校準(zhǔn)。

如果超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)只限于天然氣裝置，建造新裝置的可能性會由于位置和費(fèi)用而被局限。然而，如果可以證明用其它介質(zhì)校準(zhǔn)是等效的，建造新裝置的可能性就大大提高了。用空氣校準(zhǔn)天然氣流量計(jì)就不單單針對超聲流量計(jì)。幾乎所有用于天然氣計(jì)量的渦輪流量計(jì)和住宅用煤氣表都可以用空氣校準(zhǔn)。

4、流量回路校準(zhǔn)

為了實(shí)現(xiàn)該程序的目標(biāo)，在零流量和其它流量條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。零流量的實(shí)現(xiàn)用來確定壓力對校準(zhǔn)的可能影響。

4.1 流量回路實(shí)驗(yàn)

既然現(xiàn)在沒有加壓的流量校準(zhǔn)裝置在同一測試回路中既能用天然氣校準(zhǔn)也能用空氣校準(zhǔn)，zui好的選擇是用惰性氣體氮?dú)猓信c空氣接近的性質(zhì)（空氣含78%的氮?dú)猓Ｎ髂涎芯吭簱碛幸惶籽h(huán)系統(tǒng)（不是氣體管線的一部分），它是北美*的可以用同一套儀器在相同的回路中既適用于氮?dú)庖策m用于天然氣測試的裝置。盡管音速噴嘴裝置是用稱重系統(tǒng)確定質(zhì)量流率的校準(zhǔn)裝置，音速噴嘴流率計(jì)算需要?dú)怏w組成和狀態(tài)方程來確定氣體性質(zhì)。同時(shí)決定在回路中使用參考渦輪流量計(jì)來對比兩種體積計(jì)量的流量計(jì)（比如渦輪和超聲流量計(jì)）。這種參考表法相比較流量計(jì)與音速噴嘴對比的方法對氣體組成的以來要小。

5、結(jié)束語

在西南研究院的高壓回路中用氮?dú)夂吞烊粴庾鳛樵囼?yàn)流體進(jìn)行了一系列的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)。此外，改變溫度相應(yīng)改變聲速。在這些校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中，包括儀器儀表、管線布置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在內(nèi)的測試裝置不發(fā)生變化。

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