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超声流量计在污水流量计校准的讨论

时间:2021-06-28
1超声流量计原理。
普通超声流量计原理有两种:时差法和多普勒法。
1.1时差原理。
在流体中,超声信号在顺流状态下传播速度快,传播时间短;逆流时信号传播速度慢,传播时间长,利用超声信号在流体中顺逆流方向的声波信号传播时间有差,即时差,可计算流体流量。时间差法更适合于测量纯液体,气泡较多的液体或悬浮物会妨碍声脉冲正常传播,造成无法正常测量。
1.2多普勒方法原理。
超声信号在传播路径上遇到微小的浮游物(悬浮物质或微小气泡)而被散射,超声接收器可以接收散射后的超声信号。在多普勒效应的影响下,发射信号频率变化为不同的接收信号频率,2个频率之差与流体流速存在一定的量关系,从而可以计算出流体的流量。多普勒法流量计无法测量洁净流体,只能测量超过50mg/L以上的浊度流体。与此同时,多普勒方法的测量精度比时差法要低,一般是2.0级,即满量程误差2%。
2.超声流量计使用注意事项。
近年来,随着超声波流量计在在线校准中的应用日益广泛,流量计准确度较低的问题也逐渐暴露出来,其中主要原因是使用不规范,流量计本身存在问题。
2.1操作不规范。
管路系统中,技术人员经常不按标准操作规程操作,如未能准确测量管道外径、周长、壁厚、接触温度等,这些参数对原始数据的修正有重要影响。
在安装方法上,技术人员常常不按管道尺寸和信号强度来选择安装方式,往往选用流量计的默认双声程模式。安装方式宜采用单声程,在大管道和复杂环境下采用,对于管道小、信号特强的多声程。
就安装位置而言,技术人员经常随意放置超声波探头,并且不确定管道中的污水是否满管这一测量条件。合适的安装位置为:在管道的水平中间位置设置探头,只有在充满管道的情况下才能进行准确测量,向上流动的垂直管道中流体才能保证满管流动。
此外,现场重要参数如管道的类型和厚度往往难以得到,从而严重影响了流量计的精度。
2.2超声流量计本身存在问题。
第一,选择时差法和多普勒法流量计。时间差法流量计适用于纯液体的计量,精度优于±1.0%;多普勒法流量计适用于浊度50mg/L以上的流体。所以,2种原理的流量计在流量计检定中的选择十分重要。当污水进入管道后,一般可以选择时间差法进行处理,当污水比较浑浊时,应选择多普勒法。但污水是干净还是混浊在现场很难量化,所以采用这两种原理没有统一的方法,造成流量计本身的计量不准确,更谈不上校准污水流量计。
第二,超声接收也有缺陷。超声是通过传送和接收管道中的超声信号来测量流体的流量的,因此,超声材料对超声的折射、杂质对超声的反射和散射、流体中随机存在的气泡和杂质含量的高低都会对测量产生不稳定的影响。由于油田污水中含有大量的原油、砂砾、气泡、化学药剂等,管道环境复杂多变,严重影响了管道的测量精度。
为了解决超声流量计在线标定的准确性较低的问题。利用26台检定合格的污水流量计作为基准,在近一年内对4台超声波流量计进行现场在线校准,通过大量测试和数据分析,探讨了超声流量计在污水流量计校准中的作用。
3.1流量计的选型
为具有代表性,便携式超声流量计选用某国外厂商的时差A型、多普勒B型、国内厂商的C型C型、多普勒D型各1台,检定合格,并在检定周期内。26台污水流量计为检定合格后第一次使用,且在检定周期内。
3.2测试注意事项。
这个测试严格遵循了超声波流量计的使用说明和第三章所提到的注意事项。
在测试中,流量计所安装的管道的直管段符合“*后五条”。本试验所选择的流量计的管道均为近1年来的新管道,尽量避免由于管道内壁腐蚀而引起超声信号接收质量较差的问题。

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