影響氣體超聲流量計(jì)量的因素與解決方法

楊琛

內(nèi)蒙古自治區(qū)計(jì)量測試研究院 內(nèi)蒙古呼和浩特 10020

在目前國內(nèi)常用的氣體超聲計(jì)量的過程中，存在著很多不可避免的因素對(duì)于測量結(jié)果造成影響，影響的因素主要包括噪音，雜質(zhì)，流體速度，液體密度，折射和散射，管道振動(dòng)的影響。氣體流量計(jì)主要工作的原理是通過計(jì)算超聲信號(hào)折返的時(shí)間差來計(jì)算氣體密度的，但是如果在探測器附近的氣體密度與測量環(huán)境間存在著一定的差異時(shí)，則會(huì)造成很大的測量誤差，給予此，本文將主要研究影響氣體測量誤差的常見的因素，來針對(duì)不同的因素提出了幾點(diǎn)解決的建議。

1 影響氣體超聲流量計(jì)測量數(shù)值的影響因素

1.1 雜質(zhì)的影響

在測量氣體流態(tài)時(shí)，主要起作用的部位是探頭。探頭表面只有在保持潔凈的狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的測量。但是如果測量的環(huán)境位于雜質(zhì)較多的鍋爐內(nèi)，在進(jìn)行水循環(huán)時(shí)，不可避免的會(huì)在探頭上附著一定的雜質(zhì)，影響了測量的精度與準(zhǔn)度。雜質(zhì)量的多少能夠?qū)y量結(jié)果的影響是呈正相關(guān)的。如果測量的氣體流態(tài)數(shù)值與實(shí)際情況有著較大的偏差，則會(huì)造成后期的維修與養(yǎng)護(hù)不達(dá)標(biāo)，表面也會(huì)更加粗糙。時(shí)間久了就會(huì)惡性循環(huán)。根據(jù)相關(guān)調(diào)研的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)探頭表面附有大量的雜質(zhì)出現(xiàn)，流量計(jì)測量誤差的數(shù)值范圍大約在0.3‰左右[1]。

1.2 噪音

由于循環(huán)管道內(nèi)環(huán)境較為密閉，在進(jìn)行試驗(yàn)是隨著流速的增加噪音的產(chǎn)生是越來越嚴(yán)重的。流速只是產(chǎn)生噪音的一個(gè)方面之一，隨著管道內(nèi)的壓力與溫度的不斷變化，各種不同來源的噪音會(huì)相互疊加，如何能夠?qū)υ胍粜盘?hào)進(jìn)行分離是檢驗(yàn)原件運(yùn)行的有效指標(biāo)。

1.3 流體速度的影響

在超聲波流量的計(jì)算編碼中，是以絕對(duì)理想化的情況來進(jìn)行運(yùn)算的，但是將其應(yīng)用到實(shí)際的過程中時(shí)，流速與分布有著不均勻的分布。因此要將水泵內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)在恒定的狀態(tài)，在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行測試，能夠得出更為準(zhǔn)確的數(shù)值。

1.4 液體密度

溫度的變化會(huì)導(dǎo)致氣體的密度發(fā)生變化，所以，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)設(shè)定密度的波動(dòng)范圍的限度，盡量的減少因溫水誤差造成的影響[2]。

1.5 管道震動(dòng)

因?yàn)樵O(shè)備在運(yùn)行的過程中為水泵、出渣系統(tǒng)、控制閥門會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，所以，流量計(jì)在安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)重視減震工作的進(jìn)行，可以通過設(shè)置隔離區(qū)域來實(shí)現(xiàn)減震效果的最大化。

1.6 折射和散射

為了減少折射和散射的現(xiàn)象，在實(shí)際操作過程建議中選取內(nèi)壁光滑的鋼材水管。

2 如何消除環(huán)境因素對(duì)測量數(shù)值誤差造成的影響

2.1 要保證建設(shè)場地設(shè)備的安裝工藝符合技術(shù)要求

在建筑場地的選擇上，首先需要考慮場地是否能容納足夠長的流量計(jì)管段長度。在符合要求的前提下，嚴(yán)格的按照相關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行安裝。此外，是消除鋪設(shè)管道附近可能產(chǎn)生的噪音因素，保證無噪與消音。防止設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，因?yàn)樵胍舻挠绊懀箿y量的結(jié)果出現(xiàn)偏差。

2.2 在測量時(shí)，根據(jù)流量的變化不同，來進(jìn)行合理的調(diào)壓

在測量的過程中，流量處在實(shí)時(shí)變化的情況，此時(shí)為了有效的降低噪音造成的影響可以間接的方式來實(shí)現(xiàn)降頻率的確定。根據(jù)流量數(shù)值的不同，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)壓，通過調(diào)壓前后所測量的數(shù)值不同，即可確定降噪的頻率第二種方法是通過管道相關(guān)參數(shù)的調(diào)整來抵消噪音造成的影響的。噪音的控制是至關(guān)重要的，要想保證溫度與壓力測量的準(zhǔn)確性，調(diào)整噪音的影響起到的作用是最顯著的。

2.3 經(jīng)常開展對(duì)溫度與壓力的核查工作

在測量氣體流量的過程中，任何一點(diǎn)微小差異的變化都有可能導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)較大的差異。所以為了確保測量的準(zhǔn)確度與精度。需要定期開展對(duì)溫度與壓力的核查工作，時(shí)刻保持超聲波流量計(jì)處在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)[3]。

2.4 要定期進(jìn)行管道內(nèi)部環(huán)境的核查

在核查的過程中，重點(diǎn)是要確定管道內(nèi)部的壓力與流量計(jì)內(nèi)部的計(jì)算誤差是否處在允許的范圍內(nèi)。一旦發(fā)現(xiàn)不符合要求的情況，要及時(shí)的進(jìn)行整改，做好相應(yīng)的修正。保證每一次檢測都能處在較高精度的情況下。

2.5 及時(shí)更新氣體組分

每一類氣體的密度有著較大的差異，尤其是在分析光譜是差異。所以及時(shí)更新氣體組分的原因在于能夠保證在配色過程中，做到標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。首先，在配色過程中需要注意的是要事先進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，對(duì)氣源廠的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行勘探，并將數(shù)據(jù)輸入到有限元分析軟件中，不僅能充實(shí)數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容也能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理模式上的創(chuàng)新，數(shù)字化信息技術(shù)的處理。能夠使數(shù)據(jù)在進(jìn)行調(diào)取時(shí)能夠更加的方便，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與匯總時(shí)，也能做到有據(jù)可依。在氣源站所采集到的數(shù)據(jù)需要定時(shí)的處理與更新，要保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性，不斷的使數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容更加全面，為壓縮因子計(jì)算奠定良好的真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。不僅如此，標(biāo)色工作的定期維護(hù)工作也是必不可少的。在測量工作開展時(shí)，可以采用有序標(biāo)定的線譜儀進(jìn)行有力的輔助[4]。

2.6 加強(qiáng)超聲波流量計(jì)的檢測與維護(hù)

經(jīng)過幾代超聲流量計(jì)的不斷發(fā)展，目前的產(chǎn)生流量計(jì)已經(jīng)具有了自動(dòng)診斷的功能，自身能夠結(jié)合流量，增益值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，篩選出于實(shí)際偏差較大的數(shù)據(jù)，列出清單供設(shè)備操作人員進(jìn)行分析。操作人員也可以利用內(nèi)部診斷軟件來幫助采集數(shù)據(jù)的分析，以便減少工作量。通過對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)定量分析，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌握，方便操作人員進(jìn)行檢測過程的控制。

3 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們可以設(shè)計(jì)出一套程序，進(jìn)行自動(dòng)的測量，并能夠自動(dòng)挑選出測量誤差較大的數(shù)據(jù)，將初始參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行一定的修改，實(shí)現(xiàn)結(jié)果的精準(zhǔn)化輸出。超聲波流量計(jì)在測量的過程中對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的要求是較為理想的，我們要盡量的創(chuàng)造出理想的環(huán)境，減少因上述因素造成的誤差，并且引入更加智能化的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析處理，將數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的修正，為實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可溯源，出現(xiàn)誤差的點(diǎn)都能進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，實(shí)現(xiàn)氣體密度精準(zhǔn)性測量質(zhì)量上的提升。