根據(jù)超聲波流量計(jì)檢定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)中對DN80大口徑超聲波流量計(jì)5個(gè)常用的典型流量值 3.00m3/h、3.50m3/h、4.00m3/h、4.50m3/h和5.00m3/h進(jìn)行流量測量。實(shí)驗(yàn)中在每個(gè)設(shè)定流量值附近重復(fù)5次測量，為保證稱重裝置的有效運(yùn)行和測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，每次測量保持管道內(nèi)液體通過 90s，待管道內(nèi)液體流動(dòng)穩(wěn)定后開啟稱重裝置，并同時(shí)記錄測量時(shí)間內(nèi)待測超聲波流量計(jì)的累積體積Q1和Q2。以稱重裝置測量的液體體積Q作為流量測量標(biāo)準(zhǔn)值，以待測超聲波流量計(jì)累積體積的示值差△Q作為超聲波流量計(jì)的測量值。其中，超聲波流量計(jì)測量誤差e為
實(shí)驗(yàn)中通過檢定平臺的控制系統(tǒng)對流入管道的液體流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于液體流動(dòng)的波動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)中流量值最終穩(wěn)定在 3.05m3/h、3.50m3/h、4.09m3/h、4.53m3/h和4.90m3/h。由式(4-2)計(jì)算各流量值下三種超聲波流量計(jì)對單相液體流量的測量誤差如圖4-7所示，圖中橫坐標(biāo)軸為測量管道入口流速，縱坐標(biāo)軸為超聲波流量計(jì)測量誤差，實(shí)線表示單聲道超聲波流量計(jì)的測量誤差，虛線表示三聲道超聲波流量計(jì)測量誤差，點(diǎn)畫線表示外夾式超聲波流量計(jì)測量誤差。
由于各超聲波流量計(jì)的安裝位置遠(yuǎn)滿足“前十后五”的流場要求，當(dāng)測量管道內(nèi)只通過單相液體時(shí)，管道內(nèi)流場分布比較簡單，由圖4-7可以看出三種超聲波流量計(jì)的測量誤差都比較小。其中三聲道超聲波流量計(jì)聲道分布復(fù)雜，可以更加準(zhǔn)確的提取流場信息，測量結(jié)果誤差最小，平均測量誤差僅為0.39%，而且在不同流量值下測量誤差分布最密集。由于單聲道流量計(jì)聲道分布簡單，測量誤差分布波動(dòng)性比較大，而且單聲道流量計(jì)的測量結(jié)果偏大，實(shí)驗(yàn)中平均測量誤差為1.07%。外夾式超聲波流量計(jì)傳播聲道經(jīng)管壁多次反射實(shí)現(xiàn)對液體流量信息的提取，從圖中可以看到外夾式流量計(jì)誤差分布比較穩(wěn)定，但是外夾式超聲波流量計(jì)測量結(jié)果偏小，實(shí)驗(yàn)中平均測量誤差為-0.81%。
通過實(shí)驗(yàn)分析可以看出，在超聲波流量計(jì)安裝工況良好，管道內(nèi)只有單相液體流動(dòng)時(shí)，測量管道內(nèi)流態(tài)分布比較均勻，三種超聲波流量計(jì)的測量誤差差別不明顯。其中，三聲道超聲波流量計(jì)由于聲道復(fù)雜測量精度最高，而單聲道流量計(jì)和外夾式超聲波流量計(jì)在測量精度要求不高的場合也可以滿足測量需求。 |
