大口徑超聲流量計時間參數(shù)校準(zhǔn).pdf

1、大口徑超聲流量計以其測量范圍廣、安裝方便、測量準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于水利、電力、石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域的流量測量。然而,大口徑超聲流量計作為貿(mào)易結(jié)算的主要測量儀表,其目前的測量精度偏低,對于長期的流量檢測使用,會帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失,因此有必要進(jìn)行流量測量影響因子不確定度的準(zhǔn)確評估,以便提高大口徑超聲流量計的測量精度。
　　本論文通過充分的理論計算和查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料,從非實(shí)流校準(zhǔn)的研究思路出發(fā),對影響大口徑時差法超聲流量計的時

2、間參數(shù)方面進(jìn)行了深入的研究,并參與設(shè)計了一套校準(zhǔn)超聲傳播時間和兩套校準(zhǔn)時間差的實(shí)驗(yàn)方案,主要工作及創(chuàng)新有:
　　1.深入研究了時差法超聲流量計的測量原理,對超聲在液體中傳播的特性及各項(xiàng)流量測量影響因素進(jìn)行了理論的分析,本文重點(diǎn)研究了超聲傳播時間和順逆流時間差對超聲流量計的影響特性。在超聲傳播時間的研究方面,分析得到流量計時系統(tǒng)將積分算法、軟硬件及電纜等產(chǎn)生的延時作為超聲傳播時間的一部分進(jìn)行計算,并推導(dǎo)出了計時系統(tǒng)延時相對誤差與聲速

3、測量相對誤差的相反數(shù)近似相等的關(guān)系;在時間差研究方面,流體流速或流量與順逆流時間差成正比關(guān)系,從流量的計算公式層面來講,會消除系統(tǒng)延時帶來的不確定度影響,而引入了聲速的測量不確定度問題。
　　2.針對超聲傳播時間和時間差兩個時間參數(shù)設(shè)計了三套非實(shí)流校準(zhǔn)方案,分別為校準(zhǔn)超聲傳播時間的系統(tǒng)延時校準(zhǔn)裝置實(shí)驗(yàn)方案、模擬順逆流時間差的數(shù)字延時器裝置實(shí)驗(yàn)方案和同軸線纜延時儀裝置實(shí)驗(yàn)方案。本文完成了系統(tǒng)延時校準(zhǔn)裝置和數(shù)字延時器裝置兩項(xiàng)方案的實(shí)驗(yàn)

4、方案設(shè)計、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析任務(wù),而同軸線纜延時儀裝置實(shí)驗(yàn)方案完成了裝置的實(shí)驗(yàn)設(shè)計任務(wù)和理論分析任務(wù),分別討論了幾套裝置的可行性及實(shí)驗(yàn)檢定方案的適用性的問題。
　　3.在校準(zhǔn)流量計超聲傳播時間方面,系統(tǒng)延時校準(zhǔn)裝置雖然存在工作量較大,實(shí)驗(yàn)的周期較長等缺點(diǎn),但獲得了有效的超聲流量計時系統(tǒng)延時情況,合理修正后的超聲測量時間的準(zhǔn)確度明顯提高;在時間差校準(zhǔn)方面,數(shù)字延時器可同步校準(zhǔn)每一對換能器的順逆流傳播的時間差,操作較為方便,但由于生產(chǎn)廠家

5、對流量計積分算法和超聲采集的技術(shù)保護(hù),該設(shè)備的通用性較差;同軸線纜延時儀為基于物理線纜延時模擬順逆流時間差的裝置,直接將該裝置接入超聲流量計與換能器之間的外接線纜上實(shí)現(xiàn)時間差的模擬校準(zhǔn),由理論方法分析得到,該裝置可以降低流量計生產(chǎn)廠家技術(shù)的開放程度,從而滿足市場上主流大口徑超聲流量計的校準(zhǔn)使用要求。
　　4.討論了三套實(shí)驗(yàn)方案的校準(zhǔn)方法在時間參數(shù)校準(zhǔn)過程中的優(yōu)勢和劣勢,并對相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了不確定度分析,為時間參數(shù)的非實(shí)流校準(zhǔn)提