曾劍平

【摘 要】論文主要對(duì)超聲熱量表流量檢定中的主要影響因素，展開了逐條分析，對(duì)溫度修正、臺(tái)位差、啟停效應(yīng)、安裝角度、密封墊圈、管段翹曲、人為讀數(shù)誤差等因素進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹并總結(jié)出一定規(guī)律。

【Abstract】This paper mainly discusses the main factors that influence on the ultrasonic heat meter flow test detailedly， introduces the factors such as temperature correction ， location difference， start and stop effect， installation angle， sealing washer， pipe warping， man-made error and other factors and summarizes some rules.

【關(guān)鍵詞】超聲熱量表；流量檢定；結(jié)果；因素

【Keywords】ultrasonic heat meter； flow detection； results； factors

【中圖分類號(hào)】TM216 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0074-02

1 引言

熱量表在組成上主要包括流量傳感器、計(jì)算器以及配對(duì)溫度傳感器三個(gè)部分，如果采用的是超聲流量傳感器，這類熱量表稱作超聲熱量表流。在超聲熱量表流的使用過程中，會(huì)存在諸多的影響因素，這些因素都會(huì)對(duì)超聲熱量表流的檢定結(jié)果造成一定的影響。基于此，論文以超聲熱量表流檢定為中心，對(duì)其結(jié)果產(chǎn)生影響的7個(gè)主要影響因素，展開了細(xì)致的分析探討，旨在提供一些該方面的理論參考。

2 溫度修正

超聲流量表其一般采用的是時(shí)差法對(duì)流速進(jìn)行計(jì)算，而流量會(huì)和超聲波的速率平方呈現(xiàn)出正比關(guān)系。但是超聲波的傳播速度會(huì)受到傳播介質(zhì)的溫度影響，其是一個(gè)十分敏感的物理量。而當(dāng)水作為傳播介質(zhì)時(shí)，超聲波的傳播速度和溫度之間的關(guān)系，如圖1所示[1]。而超聲流量表其在工作的范圍上一般很大，因此為了保障檢定結(jié)果的精準(zhǔn)，就必須在使用的過程中對(duì)溫度進(jìn)行修正，進(jìn)而得到一個(gè)精準(zhǔn)的流量值?，F(xiàn)階段在市場(chǎng)中使用較為廣泛的為進(jìn)水安裝的超聲流量表，其在表體處設(shè)置有溫度傳感器安裝口。而在流量的分流檢定過程中，需要保障正確安全進(jìn)口溫度傳感器，進(jìn)而通過讀取進(jìn)口溫度進(jìn)行流量值的自動(dòng)修正。但是也存在著一些超聲流量表在體表處，并未安裝溫度傳感器，因此在進(jìn)行檢定的過程中，為了保障檢定結(jié)果的精準(zhǔn)性，則需要將溫度傳感器安置于檢測(cè)水溫一致的恒溫槽中才可以得到正確的流量示值誤差。

3 臺(tái)位差

一般而言在大口徑的熱水流量的標(biāo)準(zhǔn)裝置中，檢定管段的布局上，DN（50～100）mm口徑的檢定管段可實(shí)現(xiàn)多塊超聲熱量表的同時(shí)裝夾，通過串聯(lián)的方式進(jìn)行流量的檢定，其對(duì)提升流量檢定的效率，具有一定的幫助。而串聯(lián)位置的不同，即臺(tái)位差的不同，便會(huì)對(duì)超聲流量表流量檢查的結(jié)果造成一定的影響。因?yàn)橐话愕某暳髁勘砥涠嗖捎枚喾N的結(jié)構(gòu)樣式，因此采用縮頸設(shè)計(jì)的超聲流量表較多。而縮頸的超聲流量表在壓力損失程度上較大，同時(shí)在其前段的縮緊管段情況還會(huì)對(duì)后續(xù)管段的流場(chǎng)分布造成異性的影響，進(jìn)而就會(huì)出現(xiàn)不同的臺(tái)位差就會(huì)導(dǎo)致不同的超聲流量表檢定結(jié)果[2]。

4 啟停效應(yīng)

啟停效應(yīng)也是超聲流量表檢定中對(duì)檢定結(jié)果造成影響的一個(gè)因素，在超聲流量表檢定讀數(shù)方法上可以分為動(dòng)態(tài)法和啟停法兩種。其中啟停法是一種度數(shù)十分精準(zhǔn)，并十分便于操作的讀數(shù)方法，但是在使用的過程中卻會(huì)出現(xiàn)十分嚴(yán)重的啟停效應(yīng)，也被稱作水錘效應(yīng)。即在超聲流量表檢定的過程中，當(dāng)閥門突然關(guān)閉時(shí)，水流會(huì)對(duì)閥門產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的壓力，而因?yàn)楹罄m(xù)水量所具備的慣性因素，導(dǎo)致其會(huì)在慣性的壓力上，對(duì)閥門的壓力瞬間變大，會(huì)對(duì)閥門產(chǎn)生一定的損壞。因此在大口徑的超聲流量表檢定中，規(guī)定出檢測(cè)的流量點(diǎn)不能超過40m3/h，在超過40m3/h時(shí)便不可再使用啟停法[3]。而對(duì)于口徑DN80mm以下口徑的超聲流量表則可以使用啟停法進(jìn)行檢查。而在啟停法的使用中，也可以通過適當(dāng)增加檢定用水量的方式，來減少其對(duì)超聲流量表檢定結(jié)果的影響，改善檢定結(jié)果的重復(fù)性。

5 安裝角度

在超聲流量表檢定過程中，一般使用的超聲流量表安裝位置有垂直和水平兩種。而在安裝大口徑的超聲流量表時(shí)，其換能器的探頭平面還必須保障和地面的平行，如在特殊情況下需要傾斜，傾斜角度也必須控制在30°以內(nèi)。例如在某一徑口為DN50mm的單聲程超聲流量表檢定工作，通過對(duì)傾斜20°和無傾斜角度下的流量示值誤差進(jìn)行檢測(cè)，其檢定結(jié)果如表1所示。通過對(duì)鑒定數(shù)據(jù)的分析，可清楚觀察出，在具有20°傾斜角時(shí)，其在檢定數(shù)額上會(huì)較之無傾斜角大一些，在流量點(diǎn)較小時(shí)，其會(huì)增加3%左右的檢定值。因此在進(jìn)行超聲流量表檢定過程中為了盡可能地降低傾斜角度造成的影響，在具體的施工中要盡可能地保障無傾斜角安全，進(jìn)而提升超聲流量表檢定結(jié)果的精準(zhǔn)性[3]。

6 密封墊圈

在超聲流量表檢定過程中超聲流量表的密封墊圈其也會(huì)對(duì)檢定的結(jié)果造成一定的影響。在進(jìn)行超聲流量表的裝夾過程中，往往需要使用密封墊圈，保障在通水檢定開始后不會(huì)出現(xiàn)漏水的問題。但是因?yàn)镺型密封墊圈在密封性能上的難以保障，目前一般的更多的使用圓形的密封墊圈。而在具體的使用過程中還需要對(duì)密封墊圈的大小適合度以及安裝位置是否處于中心處，進(jìn)行檢查。如果在密封墊圈的選用中墊圈偏小，或者出現(xiàn)偏心安裝的問題，便會(huì)導(dǎo)致流量檢定在檢定的結(jié)果上出現(xiàn)一些較大的問題，而這其中采用前端墊圈的超聲流量表在該方面的影響程度會(huì)更加明顯[4]。

7 管段翹曲

管段翹曲是在超聲流量表檢定過程中難以避免的一種情況，而在超聲流量表檢定過程中出現(xiàn)的管段翹曲問題也會(huì)在一定程度上對(duì)檢定的結(jié)果造成一定的影響。對(duì)于口徑在DN100mm以下的管端串聯(lián)熱量表的檢定工作，在檢定的過程中會(huì)因?yàn)闅鈩?dòng)裝置而導(dǎo)致整個(gè)檢測(cè)管段被壓緊。而往往檢測(cè)管的前段受到的壓力又會(huì)更大，因此在檢定過程中極易出現(xiàn)管段翹曲的問題。此外在超聲流量表使用一定年限后，其管段的法蘭面也會(huì)出現(xiàn)一定的細(xì)微變形，進(jìn)而也會(huì)導(dǎo)致管段翹曲問題的發(fā)生。而在超聲流量表檢定過程中如果發(fā)生管段翹曲的問題。便會(huì)直接導(dǎo)致在管內(nèi)的流場(chǎng)發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致檢定的流量出現(xiàn)一定的偏差。而通過大量的實(shí)例已經(jīng)證明，如果在超聲流量表檢定過程中出現(xiàn)了管道翹曲的問題，極易導(dǎo)致小流量點(diǎn)的超聲流量表檢定結(jié)果偏大，并且在重復(fù)性上也很差，是在超聲流量表檢定中需要盡可能避免的問題[5]。

8人為讀數(shù)誤差

在人為讀數(shù)的過程中，也可能出現(xiàn)一些誤差，進(jìn)而對(duì)超聲流量表檢定結(jié)果造成一定的影響。對(duì)于口徑在DN100mm以上的超聲流量表檢定，因?yàn)槠渲泄Q流量上超過了40m3/h，因此只能使用動(dòng)態(tài)法進(jìn)行檢定。而在實(shí)際的操作的過程中，便要求鑒定人員在對(duì)鑒定表數(shù)值進(jìn)行讀取的同時(shí)，還需要換向器切水流，來保證檢定出數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。但是因?yàn)椴煌瑥S家所生產(chǎn)的超聲流量表在頻率上存在一定的差異，因此檢定人員在讀數(shù)的過程中，往往會(huì)因?yàn)椴僮鞑皇炀毘霈F(xiàn)一些讀數(shù)上的誤差問題，而這也是在超聲流量表檢定過程中需要注意的地方。

9 結(jié)語

綜上所述，在超聲熱量表流的檢定過程中溫度修正、臺(tái)位差、啟停效應(yīng)、安裝角度、密封墊圈、管段翹曲、認(rèn)為讀數(shù)誤差等因素均會(huì)對(duì)檢定的結(jié)果造成一定的影響，而論文通過對(duì)這些影響因素的分析和驗(yàn)證，對(duì)其影響的規(guī)律進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，希望可給我國的相關(guān)企業(yè)在超聲熱量表流的檢定過程中以參考和啟迪，不斷提升超聲熱量表流檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】

【1】鄭紀(jì)奪.探析提高超聲熱量表流量測(cè)量精度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（24）：516.

【2】朱銳，亞力坤，王鵬，等.影響超聲熱量表流量檢定結(jié)果的因素[J].上海計(jì)量測(cè)試，2015（3）：34-35，39.

【3】朱銳，梁芳.提高超聲熱量表流量測(cè)量精度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科技視界，2013（10）：69，74.

【4】朱銳，黃湘來，梁芳，等.超聲熱量表彎管流量檢測(cè)與CFD仿真計(jì)算[J].工業(yè)計(jì)量，2015，25（2）：40-42，69.

【5】朱銳，梁芳.表后彎管對(duì)超聲熱量表計(jì)量性能的影響[J].科技信息，2013（15）：482，494.