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分析便攜式超聲波流量計(jì)測量誤差的產(chǎn)生
日期：2025-12-08 22:30
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摘要：
超聲波流量計(jì)采用了先進(jìn)的微處理數(shù)字技術(shù)，用于工業(yè)環(huán)境下測量不含高濃度懸浮粒子或氣體的均質(zhì)液體的流量。在使用它時(shí)，有時(shí)也會產(chǎn)生測量的誤差，下面就讓我們來分析一下。
我們針對便攜式 超聲波流量計(jì) 在測試中存在的較大誤差，經(jīng)不斷咨詢廠家及查找資料，逐步掌握了超聲波流量計(jì)在測量過程誤差產(chǎn)生的主要因素，主要有以下幾方面。
（1）不能準(zhǔn)確的輸入管道參數(shù)。便攜式超聲波流量計(jì)探頭在管道外部安裝，它直接測量的是管道內(nèi)流體的流速，流量是流速與管道截面積的乘積，而其管道截面積和聲道長度都是通過使用者輸入的管道參數(shù)計(jì)算出來的。我們在實(shí)際測量過程中，管道參數(shù)大都是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙或咨詢工藝技術(shù)人員，因客觀原因無法現(xiàn)場就地實(shí)測管道各參數(shù)。這些參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接影響到測量結(jié)果。
（2）在小管上使用便攜式超聲波流量計(jì)進(jìn)行流量測量時(shí)，管道內(nèi)徑輸入不準(zhǔn)確所引起的誤差較大。我們通過多次測量發(fā)現(xiàn)，內(nèi)徑輸入的**誤差同樣是1mm，那么對DN900管線來說其內(nèi)徑相對誤差為0.1%；而對DN100管線來說其內(nèi)徑相對誤差為1.0%。而流量是與內(nèi)徑的平方（管道內(nèi)徑截面積）成正比的，同樣是1mm的內(nèi)徑測量誤差對DN900管線所帶來的流量測量誤差僅約0.3%，而對于DN100管線所帶來的流量測量誤差卻約3%。
（3）測量時(shí)直管段距離不能完全保證。我們在進(jìn)行流量測量時(shí)，流量計(jì)安裝的上游、下游必須有管徑10倍和5倍以上的直管段，而在實(shí)際使用時(shí)，被測管大多是地埋或閥門井內(nèi)，經(jīng)常很難找到滿足規(guī)程要求的安裝位置，一般上游管都安裝彎頭、閥門、泵、閥等，當(dāng)流量計(jì)安裝位置上游直管段長度保證不了10倍管徑，測量值波動大，測量誤差會大于10%。
（4）探頭安裝方式及方位不同帶來的誤差。我們在實(shí)際測量過程中，流量計(jì)探頭安裝有兩種方式：V法和Z法。一般情況下管徑D＞200mm時(shí)選用Z法，管徑D＜200mm時(shí)選用V法。而Z法安裝聲程短，信號雖強(qiáng)，探頭定位難度大，容易產(chǎn)生安裝誤差。
（5）管圓度的影響。剛出廠的超聲波流量計(jì)都是在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)管上標(biāo)定合格后出廠供給用戶使用的。而我廠在實(shí)際測量過程中，使用的管道大都是卷焊管，截面不完全是圓形。
我們針對便攜式 超聲波流量計(jì) 在測試中存在的較大誤差，經(jīng)不斷咨詢廠家及查找資料，逐步掌握了超聲波流量計(jì)在測量過程誤差產(chǎn)生的主要因素，主要有以下幾方面。
（1）不能準(zhǔn)確的輸入管道參數(shù)。便攜式超聲波流量計(jì)探頭在管道外部安裝，它直接測量的是管道內(nèi)流體的流速，流量是流速與管道截面積的乘積，而其管道截面積和聲道長度都是通過使用者輸入的管道參數(shù)計(jì)算出來的。我們在實(shí)際測量過程中，管道參數(shù)大都是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙或咨詢工藝技術(shù)人員，因客觀原因無法現(xiàn)場就地實(shí)測管道各參數(shù)。這些參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接影響到測量結(jié)果。
（2）在小管上使用便攜式超聲波流量計(jì)進(jìn)行流量測量時(shí)，管道內(nèi)徑輸入不準(zhǔn)確所引起的誤差較大。我們通過多次測量發(fā)現(xiàn)，內(nèi)徑輸入的**誤差同樣是1mm，那么對DN900管線來說其內(nèi)徑相對誤差為0.1%；而對DN100管線來說其內(nèi)徑相對誤差為1.0%。而流量是與內(nèi)徑的平方（管道內(nèi)徑截面積）成正比的，同樣是1mm的內(nèi)徑測量誤差對DN900管線所帶來的流量測量誤差僅約0.3%，而對于DN100管線所帶來的流量測量誤差卻約3%。
（3）測量時(shí)直管段距離不能完全保證。我們在進(jìn)行流量測量時(shí)，流量計(jì)安裝的上游、下游必須有管徑10倍和5倍以上的直管段，而在實(shí)際使用時(shí)，被測管大多是地埋或閥門井內(nèi)，經(jīng)常很難找到滿足規(guī)程要求的安裝位置，一般上游管都安裝彎頭、閥門、泵、閥等，當(dāng)流量計(jì)安裝位置上游直管段長度保證不了10倍管徑，測量值波動大，測量誤差會大于10%。
（4）探頭安裝方式及方位不同帶來的誤差。我們在實(shí)際測量過程中，流量計(jì)探頭安裝有兩種方式：V法和Z法。一般情況下管徑D＞200mm時(shí)選用Z法，管徑D＜200mm時(shí)選用V法。而Z法安裝聲程短，信號雖強(qiáng)，探頭定位難度大，容易產(chǎn)生安裝誤差。
（5）管圓度的影響。剛出廠的超聲波流量計(jì)都是在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)管上標(biāo)定合格后出廠供給用戶使用的。而我廠在實(shí)際測量過程中，使用的管道大都是卷焊管，截面不完全是圓形。
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