刘敦利, 蔡 勤, 胡鹤鸣

(1. 新疆维吾尔自治区计量测试研究院,新疆 乌鲁木齐 830011; 2. 中国计量科学研究院, 北京 100029)

1 引 言

大口径管道流量的在线校准主要有3种方法:插入式的点流速面积法、外夹式或插入式的线流速面积法和全截面多点流速法。其中最常用的方法是基于外夹式超声流量计的线流速面积法。朱永宏等[1]提出利用外夹式超声波流量计对大口径电磁流量计进行在线核查,起到延长检定周期的作用。苗豫生等[2]采用多台外夹式超声流量计对同一台大口径流量计进行测试,验证应用外夹式超声流量计进行大口径流量计在线校准的可行性与可靠性。然而,外夹式超声流量计一般为单声道或者双声道,受管道、介质、安装等各方面条件的限制,其本身的测量误差都在2%～5%,无法实现对管道上标称准确度为0.5%～1%的流量计进行有效的校准。为此,许多学者从硬件和软件方面都做了相关研究。袁易全[3]提出一种高灵敏管外夹式超声流量计传感器,经过系数修正后可准确度达到1%。王艳霞等[4]基于混合长度理论对流场的流速分布进行补偿并建立数学模型,提出了一种高精度在线检测方法和装置。Kang L等[5]应用空间平均算法提出了一种新型二维弯曲超声阵列换能器,提高了单声道超声流量计的测量精度和降低了测量不确定度。

本文从超声流量计的计量原理出发,改外夹式为插入式,增加声道数量[6],精确测量管道和探头的几何参数[7],并进行数据处理和优化[8],形成了一套完整的超声测流装置,用于对大口径管道流量计的现场校准。……