對超聲流量計性能的工業(yè)研究評估

圖3 多聲道流量計M3的基本測量結果在59D、400 lb/in2（A）數(shù)據(jù)組中，個別聲道狀態(tài)信息表明，這是因為被測量的傳播時間不能通過內(nèi)一致性檢查。這可能就是與其它數(shù)據(jù)組有偏差的原因。

數(shù)據(jù)，包括可疑的數(shù)據(jù)組，在速度10 ft/s以上時，保持在0.5%誤差以內(nèi)，這些數(shù)據(jù)也表明，當壓力從400 lb/in2（A）增到900 lb/in2（A）時流量測量差值為0.2%。當流量計在 59D與 97D處比較，壓力在900 lb/in2（A）時的現(xiàn)量結果差值為0.1%。

對于該差值的可能解釋是，在59D以后速度剖面繼續(xù)發(fā)展。通過單個聲道速度比的比較，可以看出速度剖面形狀改善。表3表示的是流量計M1在最大流量點，中心聲道速度（超聲聲道在管線軸中心線）對外部聲道速度的比值。流量計M3的類似的計算值示于表4。由于流量計具有唯一的聲道位置，對于不同的流量計型式不應該進行比較。

表3 M1中心到外部的速度

表4 M3中心聲道到外部聲道的速度比
然而，2臺流量計在59D和97D的試驗結果之間存在著一致性的差別。59D試驗數(shù)據(jù)的較小比值說明了該處的速度剖面比97D處的速度剖面具有較小的弧度。流量計的響應性的差別也會有一個剖面靈敏性的結果。對速度剖面進行測量的目的是更好地特性化在基準安裝條件下的速度剖面。

單聲道流量計M2（見圖4）安裝在78D處時有大約-1.2%的偏移；安裝在40D處有大約-1.8%的偏移，這臺流量計的結果說明，在流量測量中的誤差值與壓力無關，但與軸向位置有關。單聲道流量計M4在兩個軸向位置和兩個操作壓力的測試誤差曲線表示于圖5中。曲線表明有一個0.5%的平均偏差，這也表明，在線壓力比90°彎頭和流量計之間的距離對測量結果影響更大。

圖4 單聲道流量計M2的基本測量結果

圖5 單聲道流量計M4的基本流量測量結果誤差曲線表明了速度在10ft/s以下，在400 lb/in2 （A）、78D處的數(shù)據(jù)大的偏差與其它結果的不一致性。通常，單聲道流量計的測量數(shù)據(jù)比多聲道流量計測量的數(shù)據(jù)更分散。由于這種流量計不具有多聲道超聲流量計平均氣流的優(yōu)點，這個分散是不奇怪的。單聲道流量計的這一特性在流量低于10ft/s時尤為明顯。

五、 安裝對測試的影響

到目前已經(jīng)實施的影響測試的安裝工藝示于圖6。單聲道流量計在兩個不同的位置1和2（一個單90°長徑L形彎管下游10D和19D）進行測試。多聲道流量計在兩個平面布置的彎頭下游，在位置3和4（第二個L形彎管下游10D和19D處）進行測試。

圖6 初期用于上游流量影響測試的管線布置測試管線為裸管，在位置3和4上游安裝有2臺不同的流束整流器。第一臺流量計位于整流器出口下游5D處，這符合AGA 7號報告對渦輪流量計安裝的最低要求。另外，多聲道流量計的測試中，兩個平面彎頭的布置是與管道成水平方向設置的。由于這種布置代表著一種安裝形式，即彎頭提供了一個豎直的偏移，故流量計要旋轉90°以保持其測量聲道與流動干擾的相對正確方位。

六、 安裝對測試結果的影響

這些結果以與基準條件下的測試結果的偏差形式報告出來。

對于多聲道流量計M1和M3，流量計安裝在單90°彎管下游97D處取得的數(shù)據(jù)結果代表基準條件下的測試結果。單聲道流量計M2和M4，流量計安裝在90°彎管下游78D處，取得的結果用于基準條件下的測試結果。基準條件下的測試結果是一個最接近優(yōu)化的工藝安裝所能得到的結果。

多聲道流量計M1在兩個平面彎頭下游10D處測試的結果示于圖7。測試結果表明，裸管安裝產(chǎn)生的測量誤差在基本測量結果的0.5%范圍之內(nèi)，相對誤差在0.3%～0.5%量級。相對誤差出現(xiàn)在高氣體流速情況。流量計安裝在第二個彎管下游10D處，配備有19管束整流器和GFC型整流器的測試結果沒有明顯的差別。在速度20ft/s以上，兩種整流器降低相對誤差至少到0.25%。

對于速度20ft/s以下，所有的結果趨于收斂，這表明流量計要么是對安裝布置產(chǎn)生的速度剖面敏感，要么是在這個速度范圍內(nèi)的速度剖面影響沒有明顯的差別。所計劃的速度剖面的測定將有助于解釋這些結果，它也將進一步對已經(jīng)收集的與單一聲道速度比有關的數(shù)據(jù)進行解釋。

安裝在兩個平面彎頭下游19D的流量計M1的測試結果示于圖8。裸管和19管束整流器的結果相對測量誤差都約為0.5%。當流量計安裝在彎管下游19D處裸管測量的誤差比流量計安裝在10D處的誤差稍微大一些，在10ft/s速度以上，與GFC一起安裝的測量結果與基準條件下的測試結果相比較在0.l%之內(nèi)。另外，低流速時，測量結果收斂。