從近年淮安華立儀表有限公司的發(fā)展看,氣體超聲波流量計(jì)具有從理論上無(wú)需進(jìn)行流量標(biāo)定、與檢測(cè)介質(zhì)無(wú)關(guān)等無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),但是還要實(shí)際驗(yàn)證,現(xiàn)正逐步走向?qū)嵱没?。?guó)外一些著名儀表公司都已批量生產(chǎn),包括用于主管道的大口徑流量計(jì)和家用燃?xì)獗硪呀?jīng)積累了相當(dāng)多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),其價(jià)格將逐步降低,可以預(yù)測(cè)它將占有較大的市場(chǎng)。隨著我國(guó)天然氣工業(yè)的高速發(fā)展,超聲波流最計(jì)在天然氣工業(yè)領(lǐng)域中預(yù)計(jì)有巨大的應(yīng)用前景。
超聲流量計(jì)的工業(yè)應(yīng)用已有約40年歷史,以前主要是在液體方面的應(yīng)用,由于氣體聲
能衰減較大,在氣體方面的應(yīng)用遇到很大困難0 80年代以來(lái),由于高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和先進(jìn)的壓電陶瓷技術(shù)的發(fā)展,使氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣技術(shù)有突破性進(jìn)展,近年來(lái),它的研發(fā)呈加速發(fā)展之勢(shì)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO發(fā)布ISO/TR 12765《用時(shí)間傳播法超聲流量計(jì)測(cè)量封閉管道內(nèi)的流體流量》,美國(guó)1 998年頒布了AGA NO.9《用多聲道超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》總結(jié)了階段成果,目前澳大利亞和歐洲各國(guó)正在進(jìn)行制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)備工作。
與孔板、渦輪流量計(jì)相比,氣體超聲流量計(jì)確實(shí)還很年輕,許多實(shí)用問(wèn)題仍在探索中,但是它的潛力,優(yōu)勢(shì)卻是明昱的,近年建成的世界最大容量的天然氣實(shí)流校驗(yàn)裝置(加拿大TCC裝置)甚至采用它作為輔助標(biāo)準(zhǔn)表。當(dāng)然,它還僅是氣體渦輪流量計(jì)的副手。
氣體超聲流量計(jì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)引起人們的重視:
(1)提出解決流體流動(dòng)特性對(duì)流量計(jì)特性影響的新方法
推理式流量計(jì)的特性受流體流動(dòng)特性的影響,是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量附加誤差增加的一個(gè)主要原因,它是此類流量計(jì)試驗(yàn)研究的主題之一。但是由于現(xiàn)場(chǎng)阻流件類型的復(fù)雜性,流速廓形畸
變,旋轉(zhuǎn)流以及脈動(dòng)流等類型千變?nèi)f化,7L板流量計(jì)花r數(shù)十年時(shí)間,耗費(fèi)大量人力、物力進(jìn)行試驗(yàn),其成果仍不能滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要,其他類型流量計(jì)的研究試驗(yàn)仍在大力進(jìn)行中。近年出現(xiàn)的多聲道氣體超聲流量計(jì),它利用多聲道構(gòu)建層析網(wǎng)絡(luò),然后應(yīng)角計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償取得良好效果,這是一種應(yīng)用軟測(cè)量技術(shù)解決問(wèn)題的方法,它與孔板流量計(jì)等采用對(duì)號(hào)入座式對(duì)阻流件逐個(gè)試驗(yàn)的方法無(wú)疑有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
流量計(jì)可實(shí)施干校(無(wú)須實(shí)流校驗(yàn))是儀表先進(jìn)性的標(biāo)志,所有類型流量計(jì)都在追求實(shí)行干標(biāo),但是并非全部流量計(jì)皆可實(shí)現(xiàn)。干標(biāo)給儀表制造廠和用戶帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益,尤其是用戶可解除其后顧之憂,試想,一臺(tái)高壓大口徑流量計(jì)需定期實(shí)行實(shí)流校驗(yàn),其麻煩是很大的。超聲流量計(jì)由于其本身工作原理的特點(diǎn),實(shí)行干標(biāo)獨(dú)具優(yōu)勢(shì),初步研究表明,氣體超聲流量計(jì)實(shí)行干標(biāo)是完全可能的,對(duì)于時(shí)間傳播法,它可由時(shí)間和長(zhǎng)度二個(gè)參數(shù)進(jìn)行干標(biāo),求得流量計(jì)的儀表系數(shù)。
流量計(jì)的計(jì)量溯源性
由于流量參數(shù)的動(dòng)態(tài)性質(zhì),儀表準(zhǔn)確度存在較大問(wèn)題之一是計(jì)量溯源性。至今國(guó)際上還沒(méi)有公認(rèn)的流量景值的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn),流量量值的統(tǒng)一采用裝置比對(duì)實(shí)現(xiàn)。流量量值的原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是一座流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,在裝置上把各基本量(長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間及溫度)綜合為導(dǎo)出量——流量,然后把流量量值傳遞給一臺(tái)或一組流量計(jì),稱為傳遞標(biāo)準(zhǔn)(流量量值的體),借助傳遞標(biāo)準(zhǔn)把量值傳遞到工作儀表。由此可見(jiàn),原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是一種固定裝置,其特點(diǎn)與流量計(jì)有較大差別,不僅標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有移動(dòng)性,它亦無(wú)法實(shí)際反映流量參數(shù)的動(dòng)態(tài)性質(zhì)。如果能夠在一臺(tái)流量計(jì)上把基本量綜合為導(dǎo)出量,它將足一臺(tái)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間傳播法超聲流量計(jì)的流量方程主要由二個(gè)基本量組成:時(shí)間和長(zhǎng)度?,F(xiàn)在國(guó)際上有些專家已注意到這個(gè)特點(diǎn),認(rèn)為超聲流最計(jì)存在成為原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的可能,如果這可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),則流量測(cè)量技術(shù)將產(chǎn)生革命性的變化。
主要優(yōu)點(diǎn):
①無(wú)阻礙物,無(wú)可動(dòng)部件,壓損小,無(wú)示值漂移現(xiàn)象;
②量程比寬(40:1~200:1);
③不受氣體壓力、溫度或組分變化的影響;
④不受氣體中固體顆粒和液滴的影響;
⑤重復(fù)性好,準(zhǔn)確度高,線性好(采用了分布合理的多反射并將聲程加長(zhǎng)的專利技術(shù));
⑥有強(qiáng)大的自檢測(cè)與自診斷功能(超聲換能器發(fā)射功率自動(dòng)增益控制,測(cè)量有效性及采
樣百分比監(jiān)測(cè)功能);
⑦全數(shù)字式計(jì)量系統(tǒng),易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信;
⑧超聲換能器可正常工作在0. lMPa(表壓)至15MPa(表壓)的壓力范圍內(nèi);
⑨采用單反射和雙反射與普通傳統(tǒng)聲道的超聲流量計(jì)相比聲道長(zhǎng)度大了6倍,使測(cè)量誤
差減少一半以上;
⑩專利的聲道布置合理,可形成密閉的超聲層析網(wǎng)絡(luò),相對(duì)于管軸線是絕對(duì)軸對(duì)稱的,
不受安裝方位,速度分布和渦流的影響;
⑨維護(hù)簡(jiǎn)單,可帶壓更換超聲換能器;
⑩可精確測(cè)量雙向流和脈動(dòng)流;
氣體超聲流量計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)合:
①貿(mào)易輸送計(jì)量;
②地下儲(chǔ)氣庫(kù)(雙向計(jì)量);
③氕體壓縮機(jī)控制,氣體處理廠,計(jì)量和調(diào)壓站,過(guò)程工業(yè)中高價(jià)值氣體的計(jì)量和火電
廠耗氣量計(jì)量等一般流量計(jì)量或檢測(cè)場(chǎng)合;
④作為常規(guī)貿(mào)易計(jì)量?jī)x表的檢定標(biāo)準(zhǔn)表。
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