時差法超聲波流量計是以超聲波在流體內順逆兩個傳播方向,利用傳播時間差與流體流速之間的關系求得流體流量的,工作原理如圖1所示。
根據聲波在順逆兩個方向傳播的時間差可得到該傳播方向.上的流體線平均流速(V):
式中::C一聲速;L一聲波傳播距離;0一聲道夾角;t1、t2--聲波順逆向傳播時間。
根據比爾蓋兒法計算出面流速V:
式中:K--補償系數(K=1.119+0.011lgRe;Re為雷諾數),在--定雷諾數范圍內可視為常數,在使用中可以通過水流量標準裝置標定給出。
根據_上述公式,可得流量計算公式為
式中:d-管道直徑。
從式(4)中可以看到,h以和超聲波流量計所使用的時基準確度相關,作為用于量值傳遞的標準表,流量計可選取較高準確度等級的時基，因此,t1、t2測量引入的不確定度可以忽略不計。如果采取相應的措施保證d和L的測量不確定度足夠小，直至可以忽略不計,則流量測量的不確定度僅和K的標定準確度相關。
外夾式超聲波流量計特征尺寸的確定
為保證d和L的測量準確度足夠高，應在被檢電磁流量計的管路上預裝標準管段以安裝外夾式超聲波流量計。由于標準管段是一個經過加工的直管段,因此,不會增加太大的成本。
標準管段內徑的加工可參照GB/T2624--2006《用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量》中對節流件上游2D范圍內管道內徑的加工要求。加工后的標準管段應分別在至少3個截面的4個不同方向進行d值測量,加工偏差應小于標準規定。
聲波傳播距離L的確定主要是避免每次測量管道圓度不夠、外壁腐蝕以及換能器和管道間裝夾間隙不同,對傳播距離L的影響。可在標準管段外壁加工固定的安裝位置并設加裝螺孔,在加裝換能器時用扭力扳手緊固,確保每次裝夾間隙的一致性。
在標準管段和外夾式超聲波流量計-起在水流量標準裝置.上檢定后,將標準管段預裝在現場管道,并在換能器安裝位置加裝防護罩。由于標準管段結構、加工要求和使用環境與文丘里管有極度的相似性,因此,其使用周期可以采用和文丘里管相等的檢定周期,即檢定周期為4年。每年利用標準管段和外夾式超，聲流量計對在線電磁流量計進行核查，如核查結果滿意則順延電磁流量計的檢定周期，否則電磁流量計和標準管段均應離線檢定。每--個外夾式超聲波流量計可以和任意管徑的標準直管段配合并擁有該套配置的k值及相應的準確度,通過定期的期間核查達到延長電磁流量計檢定周期的目的。 |
