一种液体流量计在线检测装置

   液体流量计的在线检测,是指在管路断流时间非常短的情况下,对液体流量计在现场进行计量性能检测的一种方式。

    现场使用的大口径液体流量计,绝大多数是作为贸易结算用的计量器具.由于受到现场条件的限制,如不允许长时间断流、体积大、不易拆装等,造成许多大口径流量计无法按照周期送检,不能保证其量值的准确性,引起供需双方的计量纠纷[1].因此,设计并制作一套合适的在线检测液体流量计装置是十分必要的。

    1　液体流量计现场检测装置结构原理

    液体流量计现场检测装置是由标准直管段、标准超声波流量计探头定位器、夹表机构、流量调节阀、阀门、进、出水软管、进、出水法兰、背压弯管、标准超声波流量计及打印机等组成的一套准确度为0.5级的标准表法现场检定系统(图1)。

    目前,大部分都采用超声波测量,其测量原理如图2所示,在管道的两侧斜向安装两个传感器,使其轴线重合在一条直线上.当换能器A发射,B接收时,声波基本上顺流传播,速度快,时间短.当B发射,A接收时,逆流传播,速度慢,时间长.顺流和逆流传播时间与各量之间的关系如式(1)所示。

    式中tup为超声波在流体中逆流传播的时间,tdown是超声波在流体中顺流传播的时间;L为声道长度;Cf是声波在流体中传播的速度;vm是流体的轴向平均流速;为声道角.可以用式(1)得出流体流速的表达式:

    与其他速度式流量计一样,管道内流体的流量为:

    Q = S×v_m,              (3)

    式中S为管道的截面积。

    2　液体流量计现场检测装置工作原理

    在现场,将被检大口径流量计移至液体流量计现场检测装置的夹表机构处夹好,连接好在线管道与流量计现场检测装置的进、出水软管,把标准超声波流量计的探头夹装在探头定位器处,同时连接好微机处理系统.试运行一段时间后,进行流量计的检测.通过流量调节阀调节好检测流量,读取被检大口径流量计起、止读数V1和V2,并输入微机处理系统,自动采集标准表法检定系统累积流量V标和瞬时流量,进而通过软件系统处理现场检测记录和证书,通过打印机输出其记录和证书[1].其原理如图3所示。

    3　在线检测装置的设计

    此装置的设计是基于DSP(数字信号处理)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)的超声波流量检测系统.该系统应用超声波频差法测量原理,采用环鸣方案进行连续测量.其主控芯片、PCI总线、超声波收发电路、逻辑和控制计数器件均采用高精度的集成芯片.将CPLD和DSP技术结合起来实现DSP器件系统的解决方案,使数据采集和处理精度更高,速度更快,工作更有效,为测控仪器向高层次智能化方向发展提供了充分的现实可行性。