在相异于校准前提的情形下水产业超声流量计的操作

　　1、摘要
　　
　　当初，用于天然气计量的超声流量计的校准尽可能在流量校准装置长进行。既然简直所有的这些装置使用天然气流过管线，在通常情况下，就不可能转变影响声速的参数，好比温度、压力、气体组成。当超声流量计时这些参数如果相异于校准情况下的数值，校准还能起到作用吗？
　　
　　为了定量地描写这些参数的变化对超声流量计校准的影响，进行了一系列的细心把持的校。流量计指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。准实验。第一步的实验包括在西南研究院的高压回路中使用压力2.8mpa的天然气介质校准一台200mm和一台300mm的超声流量计。作为附加的参考，200mm和300mm的涡轮流量计也利用于回路中。而后把流体介质改为氮气，声速变化了16%，数值上等效于天然气4.6mpa的压力。
　　
　　为了进一步实验压力对超声流量计校准的影响，在压力从1.4mpa到7mpa的规模内，使用氮气对口径300mm的流量计进行了一系列的统计声速测量。丈量值表明在这个压力范畴内声速的变化在计算值的0.03%以内。
　　
　　此外，对温度和流体介质的变化导致的声速的变化，进行了进一步的实验。用天然气在21℃和10℃进行校准实验，用氮气在21℃和32℃下进行。对每一系列的。便携式超声波流量计非接触式测量方式、体积小、重量轻、携带方便。校准，对照均匀校准曲线，得出变化对校准的影响。在满意冀望的装置和流量计再现性前提下，超声流量计的校准对声速的变化、温度和压力的变化都不反映。当用于校准的流体介质从天然气变化到氮气时，察看到的渺小的变化是因为对这两种气体使用的状况方程不同。
　　
　　这些测试成果证实如果超声流量计在一套条件下的校准程序是可行的，在另外的条件下使用也可以，包括用不同的气体介质。
　　
　　2、引言
　　
　　用于关系交易的天然气计量用超声流量计的原理是通过丈量气体的超声波传布时间。超声波在与流体流向一致时，流传时间要小于逆流时的情况。两种状况下的流传时光差用于盘算气体流动的均匀速率。实际的体积流量可用下式表现：
　　
　　这里k=流量计的仪表系数，△t=传播时间差，t1=顺流时的传播时间，t2=逆流时的传播时间
　　
　　因为这个流量方程式中只包含了流量计的物理学构造尺寸跟传布时光，它独破于流动气体中的声速。因而，就能够作出假设：气体流速的测定独破于影响气体中声速的因素，比方温度、压力和睦体组成。假如这个假设不准确，超声流量计在不同于现场运行前提下的校准的有效性就值得斟酌。
　　
　　首先，对超声流量计气体速度的测定独立于声速，但可能因为下列起因还有一些次要的影响。
　　
　　声阻改变了信号对气体的耦合；
　　
　　雷诺数的变化。雷诺数正比于特定的重力与粘度的比值；
　　
。手持式超声流量计具有抗震性好,质量稳定可靠,寿命长的特点。　　信号的波长随气体组成变化而变化。
　　
　　在不同的介质下留心这些参数是饶有兴致的。下列的表格是针对标准条件，留神对一给定的管径大小和流速，雷诺数多少乎是个常数。
　　
　　表1气体性质　　
　　当从天然气改变为空气或者氮气，很多气体性质会变化，比如声速、特定的重力和粘度。然而，由于它们也随温度和压力变化，超声流量计在操作条件的规模内在气体性质上就有可以设想得到的交迭，表明偏离标准条件不是那么主要。
　　
　　3、研讨目的
　　
　　本文中所论述的研讨目的是断定温度、压力和流体介质变更对气体超声流量计的影响。除了测验超声流量计技巧外，该套程序还有支撑这些天然气流量计用氮气或空气校准的作用。
　　
　　当初，在北美只有两套装备可用以在超越流量范畴的情形下校准口径大于200mm的超声流量计。这些流量计的装置以每年超过10%的速度在增加。在未来，校准装备将会变的有很大的局限性。这些校准安装可能在应用不到多少年的情形下就须要从新校准。
　　
　　如果超声流量计的校准只限于天然气装置，建造新安装的可能性会因为地位跟用度而被局限。然而，假如能够证实用其它介质校准是等效的，建造新装置的可能性就大大进步了。用空气校准自然气流量计就不单单针对超声流量计。简直所有用于自然气计量的涡轮流量计和住宅用煤气表都可以用空气校准。
　　
　　4、流量回路校准
　　
　　为了实现该程序的目标，在零流量和其它流量条件下进行实验。零流量的实现用来肯定压力对校准的可能影响。
　　
　　4.1 流量回路试验
　　
　　既然现在不加压的流量校准装置在统一测试回路中既能用天然气校准也能用空气校准，最好的抉择是用惰性气体氮气，它有与空气濒临的性质。西南研究院领有一套轮回体系，它是北美独一的可以用统一套仪器在雷同的回路中既实用于氮气也实用于天然气测试的装置。只管音速喷嘴装置是用称重系统肯定品质流率的校准装置，音速喷嘴流率盘算须要气体组成和状态方程来气体性质。同时决议在回路中使用参考涡轮流量计来对照两种体积计量的流量计。这种参考表法相比拟流量计与音速喷嘴比较的方式对气体组成的以来要小。

        5、停止语
　　
　　在西南研究院的高压回路顶用氮气和天然气作为实验流体进行了一系列的尺度校准。此外，改变温度相应转变声速。在这些校准试验中，包括仪器仪表、管线安排和数据采集体系在内的测试装置不产生变化。