影响超声波流量计(热量表)测量精度的主要因素
发布时间:2020-07-04 08:05:38

1、上下游直管段的影响

由于时差式超声波流量计标定系数K值是雷诺数函数,所以当流体从层流过渡到紊流时,其流速分布不均匀,标定系数K值将产生较大的变化,从而影响测量准确度。根据设计要求换能器应安装在上游直管段为10倍管径、下游直管段5倍管径的位置,对于上游存在泵、阀等设备时,需要按照“距离紊流、震动、热源、噪声和射线源越远越好”的要求做,换能器应安装在上游直管段30倍管径以上的位置。直管段长度是保证时差式超声波流量计测量准确度的重要因素之一。

2、安装管道参数设置的影响

根据时差式超声波流量计流量计量公式qv=(π/4)D2v,(qv瞬时流量,D管道直径,V流体流速m/s)当管道材质及尺寸设置与实际管道尺寸不符时,将使理论管道流通截面积与实际管道流通截面积产生误差,导致计算结果不准确。换能器的安装距离是根据流体性质、管道材质、内外管径、安装方式等参数综合运算的结果。据有关资料介绍,如果管道内径误差±1%,则引起约±3%的流量误差。如果安装距离误差±1 mm将产生±1.5%以内的流量误差。由此可见,只有正确设置管道参数,换能器才能安装正确。因此,管道参数设置的准确性直接影响着时差式超声波流量计测量准确度。

3、换能器安装的影响

时差法超声波流量计测量器件换能器声波的传输分为直线式和反射式,反射式按安装方式又有V式、Z式、W式,可根据管径、所测流体性质,有无管衬以及现场安装条件进行选择。另外换能器必须安装在与管线正切的方向,否则会影响声波的发射和接收,进而影响时差法超声波流量计的测量准确度。

4、被测流体含气量的影响

不溶气体具有非常低的声阻抗,可能造成声束分散,含气量大时,将减弱声波信号强度,因此被测流体含气量对超声波流量计测量数据有很大影响。在实际供热生产中,所有热量表安装的外部条件匀已很好地满足设计要求,但当锅炉出水温度低于80℃时,热量表工作正常,当锅炉出水温度高于80℃时,管道内会有细小的气泡产生,在闭环的锅炉系统中,这些气泡使终裹挟在流体里,从而影响时差法超声波流量计测量准确度,造成热量值的误差,影响热量调节工作。

要想消除这些气泡,可以在锅炉出口安装一个大于出口管径的聚气装置,加长流量计上游的直管段距离,还可以采取安装紊流装置的设施,以减少和消除被测介质内的含气量,保证热量表的测量准确性。

5、耦合剂的影响

为了保证换能器能够与管道充分接触,安装换能器时需要在管道表面均匀地涂一层耦合剂,一般厚度为1mm,并将耦合剂内的气泡和颗粒挤出去,换能器的发射面应紧密地贴在管壁上。

锅炉出口温度在冬节生产时往往会在100℃~110℃,安装在锅炉出口的时差法超声波流量计如果使用普通的耦合计在短时间内便会失效,从而影响时差法超声波流量计的测量准确度,因此,必须选用特制的耐高温耦合剂。

在供热管线上的时差法超声波流量计,往往会安装在仪表井内,安装环境潮湿,有时会被水淹,一般的普通耦合剂不具备防水性质会很快失效,影响时差法超声波流量计的测量准确度,必须选用具有防水性的耦合剂。

耦合剂有使用有效期,根据性质、品牌不同有效期也不尽相同,一般为12个月,因此,为了保证测量准确度,每12个月应重新更换耦合剂,重新安装换能器。

6、温度传感器的影响

根据超声波热量表的工作原理可知,热量表是由流量计、积算仪和一对温度传感器组成,为了保证热量表的测量精度,时差法超声波热量表中的温度传感器往往采用分度值更为精细的PT1000,并且是成对配置的,一支安装在供水管道上标记为红色,另一支安装在回水管道上标记为蓝色。

温度传感器不宜安装在管道的较高位置上(可能充不满液体);要确保温度传感器的插入深度,应使温度传感器位于管道中心偏下的位置。当温度传感器与流量传感器处于同一管路上时,温度传感器应安装在流量计下游5倍管径或更远的位置,以避免因安装位置产生的气泡和乱流影响流量计的测量准确度。

温度传感器的安装位置还与被测目标有一定的关系,在以锅炉为热源的零次网循环系统中,如果把零次网热交换器作为热量测量目标,2支温度传感器应分别安装在零次网换热器的入口和出口管路上,这样可以减少锅炉到零次网换热器之间的热传输误差,从而测得零次网换热器的真实用热量。

在锅炉作为热源的供热循环系统中,把锅炉的产热量作为测量目标时,2支温度传感器应分别安装在锅炉的出口管路和入口管路上。在热量的计算中,不论是采用焓差法还是热系数法,供回水温度温差都对其有较大的影响,热量表的温度传感器是成对配置的,当2支温度传感器的测量误差向不同方向偏移或产生不同步偏移时,会加大温度测量误差,从而影响到热量的测量准确性。温度传感器根据使用性质一般检定周期为1~2年,作为锅炉热量表的温度传感器,可每年检定一次,以减少由于温度传感器的测量误差带来的热量表系统测量误差。

7、超声波流量计安装位置的影响

超声波流量计流的安装应远离高频干扰源,例如变频器、高压电机、变压器以及高压线网等。应有良好的接地系统,必要时可单独设置地线网。电源线、信号线要分别穿金属管敷设,并且金属管要有良好的接地。