浅谈超声波流量计的安装对测量误差的影响

　　一、概述

　　重庆钢铁股份有限公司是一个耗能大户，能源品种多达二十余种，主要能源流体有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气、氧气、氮气、压缩空气等，能源计量问题一直是公司节能降耗降成本的一件大事。公司是一个大型的老企业，计量设施以前主要采用节流孔板进行流体计量，由于孔板流量计简单牢固，性能稳定可靠，使用寿命长，价格低廉等优点被广泛使用。但孔板也存在测量范围窄，测量上限和测量下限之比一般仅3：1~4：1;压力损失大，对于低压力的自产煤气测量影响较大，低压力流体测量信号弱，测量误差大，现场安装条件要求较高，安装、清洗必须停产，维护困难，高流速和脏污介质及腐蚀性介质对孔板冲刷，腐蚀影响严重，管道内壁流体介质结晶，孔板前后积液等因素都将严重影响其测量精度。

　　随着企业生产节奏的加快，孔板安装、清洗、维护受到不能停产的限制而无法进行，工业流量测量还普遍存在着大管径、大流量测量的困难，因为孔板流量计随着测量管径的增大会带来制造、运输和安装上的困难，造价提高、能损加大，于是我们引入了能便于在线安装、维护的插入式涡街流量计、插入式涡轮流量计、测管流量计、均速管流量计等。

　　二、测管流量计和均速管流量计的应用

　　测管流量计、均速管流量计等由于其结构简单、重量轻、安装维护方便、压力损失小等优点被很多企业使用于大管径流量计量上，其原理采用皮托静压管的速度面积法测量原理，通过安装在管道内的测量装置的全压取压孔测出管道中全压取压孔所在点的流体的全压(总压)，测量装置背流面的静压取压孔测出流量的静压，测量管将全压和静压得出差压△P：

式中：V：为测头处流速。m/s

　　△P：测出的差压：Pa

　　ρ：被测介质密度，kg/m3

　　K：测管仪表的校正系数

　　再根据测得流速后计算出管道内的流量。

　　不论是测管流量计或者是均速管流量计都是点流速型，是通过测量管道截面上一点的流速从而推算出管道内整个截面上的平均流速，为得到稳定的流态，仪表安装要求有较长的直管段，在现实生产环境中是很难达到的。而流体在管道中流速的分布受流体介质、温度、粘度、重度及管道内壁粗糙度等因素影响都将发生变化，同时点流速与插入点的位置关系也很大，因此安装要求非常高，要通过一点的流速来测算整个管道内的流速，其测量精度必将是很差的。

　　三、超声波气体流量计的引入

　　为避免孔板给计量带来的安装、维护、精度和价格上问题，避免测管流量计、均速管流量计等带来的直管段要求高、易堵塞和点不能带面的问题，我们通过超声波计量表得到启示：