影響氣體超聲流量計量的因素與解決方法

楊琛

內蒙古自治區計量測試研究院 內蒙古呼和浩特 10020

在目前國內常用的氣體超聲計量的過程中，存在著很多不可避免的因素對于測量結果造成影響，影響的因素主要包括噪音，雜質，流體速度，液體密度，折射和散射，管道振動的影響。氣體流量計主要工作的原理是通過計算超聲信號折返的時間差來計算氣體密度的，但是如果在探測器附近的氣體密度與測量環境間存在著一定的差異時，則會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，來針對不同的因素提出了幾點解決的建議。

1 影響氣體超聲流量計測量數值的影響因素

1.1 雜質的影響

在測量氣體流態時，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下才能實現精準的測量。但是如果測量的環境位于雜質較多的鍋爐內，在進行水循環時，不可避免的會在探頭上附著一定的雜質，影響了測量的精度與準度。雜質量的多少能夠對測量結果的影響是呈正相關的。如果測量的氣體流態數值與實際情況有著較大的偏差，則會造成后期的維修與養護不達標，表面也會更加粗糙。時間久了就會惡性循環。根據相關調研的數據顯示，當探頭表面附有大量的雜質出現，流量計測量誤差的數值范圍大約在0.3‰左右[1]。

1.2 噪音

由于循環管道內環境較為密閉，在進行試驗是隨著流速的增加噪音的產生是越來越嚴重的。流速只是產生噪音的一個方面之一，隨著管道內的壓力與溫度的不斷變化，各種不同來源的噪音會相互疊加，如何能夠對噪音信號進行分離是檢驗原件運行的有效指標。

1.3 流體速度的影響

在超聲波流量的計算編碼中，是以絕對理想化的情況來進行運算的，但是將其應用到實際的過程中時，流速與分布有著不均勻的分布。因此要將水泵內的壓力調節在恒定的狀態，在穩定的基礎上進行測試，能夠得出更為準確的數值。

1.4 液體密度

溫度的變化會導致氣體的密度發生變化，所以，應當實現設定密度的波動范圍的限度，盡量的減少因溫水誤差造成的影響[2]。

1.5 管道震動

因為設備在運行的過程中為水泵、出渣系統、控制閥門會產生一定的振動，所以，流量計在安裝時應當重視減震工作的進行，可以通過設置隔離區域來實現減震效果的最大化。

1.6 折射和散射

為了減少折射和散射的現象，在實際操作過程建議中選取內壁光滑的鋼材水管。

2 如何消除環境因素對測量數值誤差造成的影響

2.1 要保證建設場地設備的安裝工藝符合技術要求

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管段長度。在符合要求的前提下，嚴格的按照相關的操作規程進行安裝。此外，是消除鋪設管道附近可能產生的噪音因素，保證無噪與消音。防止設備在運行時，因為噪音的影響，使測量的結果出現偏差。

2.2 在測量時，根據流量的變化不同，來進行合理的調壓

在測量的過程中，流量處在實時變化的情況，此時為了有效的降低噪音造成的影響可以間接的方式來實現降頻率的確定。根據流量數值的不同，進行相應的調壓，通過調壓前后所測量的數值不同，即可確定降噪的頻率第二種方法是通過管道相關參數的調整來抵消噪音造成的影響的。噪音的控制是至關重要的，要想保證溫度與壓力測量的準確性，調整噪音的影響起到的作用是最顯著的。

2.3 經常開展對溫度與壓力的核查工作

在測量氣體流量的過程中，任何一點微小差異的變化都有可能導致測量結果出現較大的差異。所以為了確保測量的準確度與精度。需要定期開展對溫度與壓力的核查工作，時刻保持超聲波流量計處在穩定運行的狀態[3]。

2.4 要定期進行管道內部環境的核查

在核查的過程中，重點是要確定管道內部的壓力與流量計內部的計算誤差是否處在允許的范圍內。一旦發現不符合要求的情況，要及時的進行整改，做好相應的修正。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。所以及時更新氣體組分的原因在于能夠保證在配色過程中，做到標準的統一。首先，在配色過程中需要注意的是要事先進行實地調研，對氣源廠的各項數據進行勘探，并將數據輸入到有限元分析軟件中，不僅能充實數據庫中的內容也能實現數據管理模式上的創新，數字化信息技術的處理。能夠使數據在進行調取時能夠更加的方便，進行數據的分析與匯總時，也能做到有據可依。在氣源站所采集到的數據需要定時的處理與更新，要保證數據的時效性，不斷的使數據庫中的內容更加全面，為壓縮因子計算奠定良好的真實準確的數據基礎。不僅如此，標色工作的定期維護工作也是必不可少的。在測量工作開展時，可以采用有序標定的線譜儀進行有力的輔助[4]。

2.6 加強超聲波流量計的檢測與維護

經過幾代超聲流量計的不斷發展，目前的產生流量計已經具有了自動診斷的功能，自身能夠結合流量，增益值數據進行分析，篩選出于實際偏差較大的數據，列出清單供設備操作人員進行分析。操作人員也可以利用內部診斷軟件來幫助采集數據的分析，以便減少工作量。通過對數據的實時定量分析，能夠實現機械運行狀態的實時掌握，方便操作人員進行檢測過程的控制。

3 結語

隨著計算機科學技術的不斷發展，我們可以設計出一套程序，進行自動的測量，并能夠自動挑選出測量誤差較大的數據，將初始參數根據現場情況進行一定的修改，實現結果的精準化輸出。超聲波流量計在測量的過程中對現場環境的要求是較為理想的，我們要盡量的創造出理想的環境，減少因上述因素造成的誤差，并且引入更加智能化的設備來實現數據的分析處理，將數據進行一定的修正，為實時監測數據的可溯源，出現誤差的點都能進行精準的定位，實現氣體密度精準性測量質量上的提升。