1、摘要
　　
　　當(dāng)初，用于天然氣計(jì)量的超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)盡可能在流量校準(zhǔn)裝置長(zhǎng)進(jìn)行。既然簡(jiǎn)直所有的這些裝置使用天然氣流過(guò)管線(xiàn)，在通常情況下，就不可能轉(zhuǎn)變影響聲速的參數(shù)，好比溫度、壓力、氣體組成。當(dāng)超聲流量計(jì)時(shí)這些參數(shù)如果相異于校準(zhǔn)情況下的數(shù)值，校準(zhǔn)還能起到作用嗎？
　　
　　為了定量地描寫(xiě)這些參數(shù)的變化對(duì)超聲流量計(jì)校準(zhǔn)的影響，進(jìn)行了一系列的細(xì)心把持的校。流量計(jì)指示被測(cè)流量和(或)在選定的時(shí)間間隔內(nèi)流體總量的儀表。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。第一步的實(shí)驗(yàn)包括在西南研究院的高壓回路中使用壓力2.8mpa的天然氣介質(zhì)校準(zhǔn)一臺(tái)200mm和一臺(tái)300mm的超聲流量計(jì)。作為附加的參考，200mm和300mm的渦輪流量計(jì)也利用于回路中。而后把流體介質(zhì)改為氮?dú)�，聲速變化�?6%，數(shù)值上等效于天然氣4.6mpa的壓力。
　　
　　為了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)壓力對(duì)超聲流量計(jì)校準(zhǔn)的影響，在壓力從1.4mpa到7mpa的規(guī)模內(nèi)，使用氮?dú)鈱?duì)口徑300mm的流量計(jì)進(jìn)行了一系列的統(tǒng)計(jì)聲速測(cè)量。丈量值表明在這個(gè)壓力范疇內(nèi)聲速的變化在計(jì)算值的0.03%以?xún)?nèi)。
　　
　　此外，對(duì)溫度和流體介質(zhì)的變化導(dǎo)致的聲速的變化，進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。用天然氣在21℃和10℃進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，用氮?dú)庠?1℃和32℃下進(jìn)行。對(duì)每一系列的。便攜式超聲波流量計(jì)非接觸式測(cè)量方式、體積小、重量輕、攜帶方便。校準(zhǔn)，對(duì)照均勻校準(zhǔn)曲線(xiàn)，得出變化對(duì)校準(zhǔn)的影響。在滿(mǎn)意冀望的裝置和流量計(jì)再現(xiàn)性前提下，超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)對(duì)聲速的變化、溫度和壓力的變化都不反映。當(dāng)用于校準(zhǔn)的流體介質(zhì)從天然氣變化到氮?dú)鈺r(shí)，察看到的渺小的變化是因?yàn)閷?duì)這兩種氣體使用的狀況方程不同。
　　
　　這些測(cè)試成果證實(shí)如果超聲流量計(jì)在一套條件下的校準(zhǔn)程序是可行的，在另外的條件下使用也可以，包括用不同的氣體介質(zhì)。
　　
　　2、引言
　　
　　用于關(guān)系交易的天然氣計(jì)量用超聲流量計(jì)的原理是通過(guò)丈量氣體的超聲波傳布時(shí)間。超聲波在與流體流向一致時(shí)，流傳時(shí)間要小于逆流時(shí)的情況。兩種狀況下的流傳時(shí)光差用于盤(pán)算氣體流動(dòng)的均勻速率。實(shí)際的體積流量可用下式表現(xiàn)：
　　
　　這里k=流量計(jì)的儀表系數(shù)，△t=傳播時(shí)間差，t1=順流時(shí)的傳播時(shí)間，t2=逆流時(shí)的傳播時(shí)間
　　
　　因?yàn)檫@個(gè)流量方程式中只包含了流量計(jì)的物理學(xué)構(gòu)造尺寸跟傳布時(shí)光，它獨(dú)破于流動(dòng)氣體中的聲速。因而，就能夠作出假設(shè)：氣體流速的測(cè)定獨(dú)破于影響氣體中聲速的因素，比方溫度、壓力和睦體組成。假如這個(gè)假設(shè)不準(zhǔn)確，超聲流量計(jì)在不同于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行前提下的校準(zhǔn)的有效性就值得斟酌。
　　
　　首先，對(duì)超聲流量計(jì)氣體速度的測(cè)定獨(dú)立于聲速，但可能因?yàn)橄铝衅鹨蜻�有一些次要的影響。
　　
　　聲阻改變了信號(hào)對(duì)氣體的耦合；
　　
　　雷諾數(shù)的變化。雷諾數(shù)正比于特定的重力與粘度的比值；
　　
。手持式超聲流量計(jì)具有抗震性好,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。　　信號(hào)的波長(zhǎng)隨氣體組成變化而變化。
　　
　　在不同的介質(zhì)下留心這些參數(shù)是饒有興致的。下列的表格是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條件，留神對(duì)一給定的管徑大小和流速，雷諾數(shù)多少乎是個(gè)常數(shù)。
　　
　　表1氣體性質(zhì)　　
　　當(dāng)從天然氣改變?yōu)榭諝饣蛘叩獨(dú)�，很多氣體性質(zhì)會(huì)變化，比如聲速、特定的重力和粘度。然而，由于它們也隨溫度和壓力變化，超聲流量計(jì)在操作條件的規(guī)模內(nèi)在氣體性質(zhì)上就有可以設(shè)想得到的交迭，表明偏離標(biāo)準(zhǔn)條件不是那么主要。
　　
　　3、研討目的
　　
　　本文中所論述的研討目的是斷定溫度、壓力和流體介質(zhì)變更對(duì)氣體超聲流量計(jì)的影響。除了測(cè)驗(yàn)超聲流量計(jì)技巧外，該套程序還有支撐這些天然氣流量計(jì)用氮?dú)饣蚩諝庑��?zhǔn)的作用。
　　
　　當(dāng)初，在北美只有兩套裝備可用以在超越流量范疇的情形下校準(zhǔn)口徑大于200mm的超聲流量計(jì)。這些流量計(jì)的裝置以每年超過(guò)10%的速度在增加。在未來(lái)，校準(zhǔn)裝備將會(huì)變的有很大的局限性。這些校準(zhǔn)安裝可能在應(yīng)用不到多少年的情形下就須要從新校準(zhǔn)。
　　
　　如果超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)只限于天然氣裝置，建造新安裝的可能性會(huì)因?yàn)榈匚桓�用度而被局限。然而，假如能夠證實(shí)用其它介質(zhì)校準(zhǔn)是等效的，建造新裝置的可能性就大大進(jìn)步了。用空氣校準(zhǔn)自然氣流量計(jì)就不單單針對(duì)超聲流量計(jì)。簡(jiǎn)直所有用于自然氣計(jì)量的渦輪流量計(jì)和住宅用煤氣表都可以用空氣校準(zhǔn)。
　　
　　4、流量回路校準(zhǔn)
　　
　　為了實(shí)現(xiàn)該程序的目標(biāo)，在零流量和其它流量條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。零流量的實(shí)現(xiàn)用來(lái)肯定壓力對(duì)校準(zhǔn)的可能影響。
　　
　　4.1 流量回路試驗(yàn)
　　
　　既然現(xiàn)在不加壓的流量校準(zhǔn)裝置在統(tǒng)一測(cè)試回路中既能用天然氣校準(zhǔn)也能用空氣校準(zhǔn)，最好的抉擇是用惰性氣體氮?dú)�，它有與空氣瀕臨的性質(zhì)。西南研究院領(lǐng)有一套輪回體系，它是北美獨(dú)一的可以用統(tǒng)一套儀器在雷同的回路中既實(shí)用于氮?dú)庖矊?shí)用于天然氣測(cè)試的裝置。只管音速?lài)娮煅b置是用稱(chēng)重系統(tǒng)肯定品質(zhì)流率的校準(zhǔn)裝置，音速?lài)娮炝髀时P(pán)算須要?dú)怏w組成和狀態(tài)方程來(lái)氣體性質(zhì)。同時(shí)決議在回路中使用參考渦輪流量計(jì)來(lái)對(duì)照兩種體積計(jì)量的流量計(jì)。這種參考表法相比擬流量計(jì)與音速?lài)娮毂容^的方式對(duì)氣體組成的以來(lái)要小。

        5、停止語(yǔ)
　　
　　在西南研究院的高壓回路頂用氮?dú)夂吞烊粴庾鳛閷?shí)驗(yàn)流體進(jìn)行了一系列的尺度校準(zhǔn)。此外，改變溫度相應(yīng)轉(zhuǎn)變聲速。在這些校準(zhǔn)試驗(yàn)中，包括儀器儀表、管線(xiàn)安排和數(shù)據(jù)采集體系在內(nèi)的測(cè)試裝置不產(chǎn)生變化。