便携式超声波流量计的校核与应用

　　超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表,从20世纪80年代开始进入中国工业生产和计量领域,并涌现出了大量新产品,成为新型流量计的主要品种之一。便携式超声波流量计使用的目的是为了给生产、生活、科研等领域提供更加准确的行业数据,所以对它的准确校核尤为重要。

　　实验中使用的是德国nivus公司提供的便携式超声波流量计,该流量计特点:便于携带、交叉相关数字模式识别、超高精度、绝对的零点稳定、可在满流和非满流管渠进行测量,可借助灵活的传感器安装系统,进行简易安装。可在高污染和含杂质的水体进行测量。简明的多菜单语言参数设置及编程。获准德国一级防爆区使用许可[1]。可连接调制解调器和无线电通信设备。在常用的计量设备投入使用之前,要对它进行校核。本实验中采用原始的三角堰进行校核,三角堰采用薄壁型直角三角堰,通过超声波测流对流量进行校核,查验该设备的精确度,以便投入实际应用时,尽量减小误差。

　　1　三角堰校核流量计的原理

　　(1)首先通过体积法对三角堰进行校核,确保它的准确度。

　　(2)通过流量计实测流量与三角堰量测流量进行比较,校核便携式超声波流量计的准确度。

　　2　三角堰测流原理和率定

　　2·1　原理

　　通过测量堰口上游3~4倍最大水头处的堰上水头,根据经验公式推求出流量。尺寸如图1所示,为了提供更加稳定的水力条件,在两个缓流板之间加入砾石,达到缓流目的,每个缓流板分为大小两种圆孔,错开排列。直径分别为1cm、1·2cm。

　　2·2　率定

　　在实验中,采用体积法来测量堰流的流量。所需实验装置,三角堰、量水槽、水泵、水桶、量筒、烧杯、秒表、标尺、记录用的笔和纸。三角堰基本尺寸为:堰高P=11·55cm,水槽宽B=38·5cm,开口角度90°,水槽高h=40·5cm,开口宽度b=16cm,有效水头为h1,堰宽B=38·5cm

　　(1)进行零点测量,在零点测量时,必须将水注满水槽,使水头从堰口开始流出或流出的水刚刚停止时的水面。防止由于表面张力产生较大的误差[2]。

　　(2)打开水泵,通过阀门来调节供水水量,通过液位变化记录不同时刻的有效水头h1。

　　(3)采用体积法,用秒表记录节水的初始时间t1和结束时间t2,用水桶在出水口接水,用量筒测量所接水体体积V。通过换算计算出实际流量q和实际高度

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　　(4)通过经验公式q=Cd·815·2g·h15/2推求出经验流量[3]。其中Cd为流量系数,通过查表求得; h1为有效水头高度。

　　3　便携式超声波流量计测流

　　3·1　超声流量计安装