結(jié)果表明，上游直管段對精度影響較大，下游直管段對精度影響較小。依據(jù)試驗結(jié)果，上游側(cè)有3 倍以上、下游有 1 倍以上管徑直管時，可基本滿足使用要求( 與標(biāo)準(zhǔn)直管道長度工況相對誤差在 1%以內(nèi)) 。( 2) 管道參數(shù)輸入誤差的影響。流量計安裝時，需輸入管徑、管壁厚等參數(shù)。在管道固定不變的情況下改變輸入?yún)?shù)，測量結(jié)果如表 3 － 表 5所示。
從表 3 可以看出，管徑設(shè)置( 輸入) 誤差與流量測量結(jié)果誤差之間的關(guān)系為正相關(guān)，即管徑輸入誤差為正偏差，實際測量結(jié)果誤差為正偏差。管徑外徑誤差導(dǎo)致管道截面積誤差，進(jìn)而影響流量計算，測量結(jié)果誤差隨著管徑設(shè)置( 輸入) 誤差的增大而增大。管徑誤差為 － 10% 時，超聲波流量計顯示無信號。管徑誤差為 + 10% 時，DN100 管徑流量測量相對誤差達(dá)到 12． 1% 。因此，節(jié)能檢測時，管徑誤差對超聲波流量計測量結(jié)果影響較大，管徑誤差應(yīng)準(zhǔn)確輸入。
從表 4 可以看出，管壁厚度設(shè)置( 輸入) 誤差與測量結(jié)果誤差成負(fù)相關(guān)，即管壁厚度輸入為正偏差，測量結(jié)果誤差為負(fù)偏差。壁厚誤差同樣導(dǎo)致內(nèi)徑誤差，造成流量測量誤差。管道尺寸 108mm ×4mm，壁厚輸入在 ± 2mm 誤差范圍內(nèi)，此時流量實測值最大相對誤差為 + 1． 5% ; 管道尺寸 159mm ×4． 5mm，壁厚輸入誤差在 ± 1． 5mm 誤差范圍內(nèi)，此時流量實測值最大相對誤差為 + 2． 8% ; 管道尺寸為219mm × 6mm，壁厚輸入誤差在 ± 3mm 誤差范圍內(nèi)，此時流量實測值最大相對誤差為 + 3． 9% 。節(jié)能檢測中，壁厚輸入誤差對管道實測流量的影響一般在 5% 范圍內(nèi)。對于精準(zhǔn)測量，需要精確測量管壁壁厚，以免影響管道流量測量結(jié)果。
從表 5 可以看出，流體溫度誤差對流量測量結(jié)果的影響較小，現(xiàn)場節(jié)能檢測時可以忽略不計。流體溫度主要通過影響流體密度，進(jìn)而影響流量計算結(jié)果。查詢相關(guān)試驗數(shù)據(jù)可知，流體溫度對流體密度的影響相對較為微小。( 3) 內(nèi)襯及管道材質(zhì)的影響。被測管道材質(zhì)及內(nèi)襯輸入錯誤時，造成傳感器安裝距離 L 的計算錯誤，使超聲波流量計的入射角 θ 產(chǎn)生誤差，影響測量結(jié)果，嚴(yán)重時影響測量信號，使超聲波流量計無法正常工作。試驗表明，管道內(nèi)襯對測量的影響主要源于其造成了實際管徑的變化。內(nèi)襯減少了過水截面積，通過流速換算的流量相應(yīng)偏小。測量誤差與管道截面積的變化成正比，如果內(nèi)襯過厚、設(shè)置時被忽略或內(nèi)襯與管壁有間隙時，一般會發(fā)生探測或信號錯誤。因此，測量時應(yīng)據(jù)實準(zhǔn)確輸入內(nèi)襯的材料及厚度。如果遇到管道內(nèi)壁結(jié)垢相對均勻、信號基本正常時，也可將管道內(nèi)壁結(jié)垢視為內(nèi)襯，進(jìn)行一定的補(bǔ)償，可以減少測量誤差。目前，節(jié)能檢測的對象一般是新建建筑，幾乎不存在管道內(nèi)壁積垢的問題。管道及內(nèi)襯材質(zhì)對測量的影響反映在超聲波在各種介質(zhì)中傳播速度的差異上，如果材質(zhì)的實際聲速小于設(shè)置的聲速( 如錯把塑料管當(dāng)鍍鋅鋼管) ，則測量結(jié)果偏大，反之則偏小。
3． 3 噪聲的影響
如果流體中存在超聲噪聲，且噪聲的頻率與超聲波流量計的工作頻率范圍一致，那么將使得換能器無法檢測并分辨出正常的工作超聲脈沖信號，導(dǎo)致流量計發(fā)生讀數(shù)錯誤或停止計量�，F(xiàn)場檢測時，產(chǎn)生超聲噪聲的噪聲源有很多，最常見的是管道非滿管及流體介質(zhì)污濁。一般來說，現(xiàn)場檢測噪聲的產(chǎn)生源主要有: ( 1) 流過管道的高速氣流( 非滿管流) ; ( 2) 附件的干擾源( 壓力或流量調(diào)節(jié)閥、水泵風(fēng)機(jī)運(yùn)行等) 。
超聲波流量計對降壓元件產(chǎn)生的噪聲尤其敏感，甚至有些低噪聲閥門比調(diào)壓閥對超聲波流量計產(chǎn)生的影響還要大，這是因為，采用了低噪聲技術(shù)的閥門主要是針對人耳可聽見的噪聲范圍進(jìn)行降噪，而這個范圍與影響超聲波信噪比的聲譜范圍不完全一致。國外氣體流量實驗室開展的不同類型的“噪聲發(fā)生器”( 如整流器、調(diào)壓閥等) 對超聲波流量計性能影響的定量測量實驗研究結(jié)果表明，噪聲( 如整流器產(chǎn)生的噪聲) 對某些類型的超聲波流量計準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性存在一定的影響，其帶來的計量誤差可達(dá) 2% 。一般來說，為降低噪聲干擾，宜把流量計安裝在調(diào)節(jié)閥等噪聲元件的上游。
4 小 結(jié)
超聲波流量計是節(jié)能檢測的必備設(shè)備，節(jié)能檢測中要求的或涉及到的流量參數(shù)( 冷水機(jī)組實際性能系數(shù)、空調(diào)水泵效率、冷熱水總流量、冷卻水總流量、空調(diào)機(jī)組水流量等) 都需要超聲波流量計測量，其優(yōu)點(diǎn)是不用在流體中安裝測量元件，不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，因而在節(jié)能檢測中應(yīng)用非常廣泛。在實際應(yīng)用中，需要注意以下問題:
( 1) 定期對超聲波流量計進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，定期送檢計量，并根據(jù)計量結(jié)果對檢測結(jié)果進(jìn)行修正。
( 2) 測量數(shù)據(jù)不僅僅是個儀表顯示數(shù)值，它需要在測量過程中綜合考慮管道因素( 直流管段長度、管徑、壁厚、流體溫度等) 的影響，盡可能降低測量誤差。
( 3) 被測管道材質(zhì)及內(nèi)襯輸入錯誤時，將產(chǎn)生較大的測量誤差，因此測量時應(yīng)據(jù)實準(zhǔn)確輸入管道材質(zhì)及內(nèi)襯材料。
( 4) 噪聲對超聲波流量計準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性存在一定的影響，現(xiàn)場測量中，一般把超聲波流量計安裝在噪聲元件的上游，盡量降低噪聲對測量結(jié)果的影響。 |
