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DCT7088便攜式超聲波流量計測量誤差分析
2013-03-20
自DCT7088便攜式超聲波流量計購進后，為盡快掌握測量性能和功能，我們對我廠不同管徑、不同材質(zhì)的輸水管線進行了一一測試，在測試過程中發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果存在以下問題。
（1）測試同一管線流量，超聲波流量計測量值與在線儀表的測量值之間存在較大差異。
（2）超聲波流量計測量值波動較大。
（3）同一管線不同位置測量，各位置的相對誤差大于±10%。
（4）DN300mm以下管線測量值誤差大于DN300mm以上管線測量值誤差。
4 測量誤差的產(chǎn)生及分析
我們針對便攜式超聲波流量計在測試中存在的較大誤差，經(jīng)不斷咨詢廠家及查找資料，逐步掌握了超聲波流量計在測量過程誤差產(chǎn)生的主要因素，主要有以下幾方面。
（1）不能準(zhǔn)確的輸入管道參數(shù)。便攜式超聲波流量計探頭在管道外部安裝，它直接測量的是管道內(nèi)流體的流速，流量是流速與管道截面積的乘積，而其管道截面積和聲道長度都是通過使用者輸入的管道參數(shù)計算出來的。我們在實際測量過程中，管道參數(shù)大都是根據(jù)設(shè)計圖紙或咨詢工藝技術(shù)人員，因客觀原因無法現(xiàn)場就地實測管道各參數(shù)。這些參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接影響到測量結(jié)果。
（2）在小管上使用便攜式超聲波流量計進行流量測量時，管道內(nèi)徑輸入不準(zhǔn)確所引起的誤差較大。我們通過多次測量發(fā)現(xiàn)，內(nèi)徑輸入的絕對誤差同樣是1mm，那么對DN900管線來說其內(nèi)徑相對誤差為0.1%；而對DN100管線來說其內(nèi)徑相對誤差為1.0%。而流量是與內(nèi)徑的平方（管道內(nèi)徑截面積）成正比的，同樣是1mm的內(nèi)徑測量誤差對DN900管線所帶來的流量測量誤差僅約0.3%，而對于DN100管線所帶來的流量測量誤差卻約3%。
（3）測量時直管段距離不能完全保證。我們在進行流量測量時，流量計安裝的上游、下游必須有管徑10倍和5倍以上的直管段，而在實際使用時，被測管大多是地埋或閥門井內(nèi)，經(jīng)常很難找到滿足規(guī)程要求的安裝位置，一般上游管都安裝彎頭、閥門、泵、閥等，當(dāng)流量計安裝位置上游直管段長度保證不了10倍管徑，測量值波動大，測量誤差會大于10%。
（4）探頭安裝方式及方位不同帶來的誤差。我們在實際測量過程中，流量計探頭安裝有兩種方式：V法和Z法。一般情況下管徑D＞200mm時選用Z法，管徑D＜200mm時選用V法。而Z法安裝聲程短，信號雖強，探頭定位難度大，容易產(chǎn)生安裝誤差。
來源：熱像儀 http://www.91zenqing.cn/product/thermography/
（1）測試同一管線流量，超聲波流量計測量值與在線儀表的測量值之間存在較大差異。
（2）超聲波流量計測量值波動較大。
（3）同一管線不同位置測量，各位置的相對誤差大于±10%。
（4）DN300mm以下管線測量值誤差大于DN300mm以上管線測量值誤差。
4 測量誤差的產(chǎn)生及分析
我們針對便攜式超聲波流量計在測試中存在的較大誤差，經(jīng)不斷咨詢廠家及查找資料，逐步掌握了超聲波流量計在測量過程誤差產(chǎn)生的主要因素，主要有以下幾方面。
（1）不能準(zhǔn)確的輸入管道參數(shù)。便攜式超聲波流量計探頭在管道外部安裝，它直接測量的是管道內(nèi)流體的流速，流量是流速與管道截面積的乘積，而其管道截面積和聲道長度都是通過使用者輸入的管道參數(shù)計算出來的。我們在實際測量過程中，管道參數(shù)大都是根據(jù)設(shè)計圖紙或咨詢工藝技術(shù)人員，因客觀原因無法現(xiàn)場就地實測管道各參數(shù)。這些參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接影響到測量結(jié)果。
（2）在小管上使用便攜式超聲波流量計進行流量測量時，管道內(nèi)徑輸入不準(zhǔn)確所引起的誤差較大。我們通過多次測量發(fā)現(xiàn)，內(nèi)徑輸入的絕對誤差同樣是1mm，那么對DN900管線來說其內(nèi)徑相對誤差為0.1%；而對DN100管線來說其內(nèi)徑相對誤差為1.0%。而流量是與內(nèi)徑的平方（管道內(nèi)徑截面積）成正比的，同樣是1mm的內(nèi)徑測量誤差對DN900管線所帶來的流量測量誤差僅約0.3%，而對于DN100管線所帶來的流量測量誤差卻約3%。
（3）測量時直管段距離不能完全保證。我們在進行流量測量時，流量計安裝的上游、下游必須有管徑10倍和5倍以上的直管段，而在實際使用時，被測管大多是地埋或閥門井內(nèi)，經(jīng)常很難找到滿足規(guī)程要求的安裝位置，一般上游管都安裝彎頭、閥門、泵、閥等，當(dāng)流量計安裝位置上游直管段長度保證不了10倍管徑，測量值波動大，測量誤差會大于10%。
（4）探頭安裝方式及方位不同帶來的誤差。我們在實際測量過程中，流量計探頭安裝有兩種方式：V法和Z法。一般情況下管徑D＞200mm時選用Z法，管徑D＜200mm時選用V法。而Z法安裝聲程短，信號雖強，探頭定位難度大，容易產(chǎn)生安裝誤差。
來源：熱像儀 http://www.91zenqing.cn/product/thermography/
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