氣體超聲波流量計(jì)測(cè)量原理以及結(jié)構(gòu)分析

    20世紀(jì)90年代氣體超聲流量計(jì)在天然氣工業(yè)中的成功應(yīng)用取得了突破性的進(jìn)展，電磁流量計(jì)的一些在天然氣計(jì)量中的疑難問(wèn)題得到了解決，特別是多聲道氣體超聲流談?dòng)?jì)已被氣體界接受，多聲道氣體超聲流量計(jì)是繼氣體渦輪流量計(jì)后被氣體工業(yè)界接受的最重要的流量計(jì)量器具。目前國(guó)外已有“用超聲流量計(jì)測(cè)量氣體流t”的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也正在制定“用氣體超聲流里計(jì)側(cè)最天然氣流量”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。氣體超聲流量計(jì)在國(guó)外天然氣工業(yè)中的貿(mào)易計(jì)量方面己得到了廣泛的采用。
    一、超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理
    超聲流量計(jì)是利用超聲脈沖在氣流中傳播的速度與氣流的速度有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即順流時(shí)的超聲脈沖傳播速度比逆流時(shí)傳播的速度要快，這兩種超聲流量計(jì)傳播的時(shí)間差越大，則流量也越大的原理。如圖3一69所示。

流量計(jì)聲脈沖傳播示意圖

積算公式公式說(shuō)明
A-管道橫截面面積;
K—儀表系數(shù)。
從式(3一101)可看出，流丘的準(zhǔn)確計(jì)算是由通過(guò)時(shí)間的準(zhǔn)確測(cè)童來(lái)保證的。只要精確測(cè)量出時(shí)間

流量計(jì)結(jié)構(gòu)截圖圖
就可以保證側(cè)量精度。超聲流量計(jì)由于采用了高速數(shù)字處理電路技術(shù)，從而能檢側(cè)出微秒級(jí)的微小時(shí)間差，計(jì)時(shí)精度達(dá)到毫微秒級(jí)，因而使側(cè)里的分辨率可達(dá)1 rtmn/s，并且無(wú)示值漂移.重復(fù)性非常高。從(3一102)中也可看出，體積流最的測(cè)盆準(zhǔn)確度決定于三方面，即:時(shí)間差，結(jié)構(gòu)參數(shù)L,A等的側(cè)量誤差和儀表系數(shù)K的準(zhǔn)確度。
用于測(cè)量天然氣的氣體超聲波流量計(jì)有單聲道氣體超聲流量計(jì)和多聲道氣體超聲流量計(jì).其中聲道越多，側(cè)量精度理論上來(lái)說(shuō)應(yīng)越高。由于受孔板流量計(jì)加工的局限，多聲道氣體超聲流量一般在口徑較大的氣體超聲流量計(jì)中才能得以實(shí)現(xiàn)。多聲道氣體超聲流量的外形結(jié)構(gòu)圖如圖3一70所示，超聲傳感器的外形結(jié)構(gòu)圖如圖3一71所示。