流体流速对超声波流量测量精度的影响及校准

采用超声波时差法进行流量测量时,流体流速会使超声波折射角发生变化,但测量计算中超声波折射角仍按固定值处理,就会影响流量测量精度.首先分析流体流速对超声波沿顺流或逆流传播时间和传播位移水平分量的影响,得出超声波传播时间和传播位移水平分量分别与流速呈反比和正比关系,而且其变化趋势逆流比顺流更加明显.其次通过对超声波在流动介质中传播特性的分析,分别获得了流体流速与超声波传播时间及超声波传播位移水平分量的关系,上述关系都间接反映出流体流速使超声波传播轨迹发生了超声波偏移.最后根据超声波偏移会改变超声波折射角的结论,利用折射角正切值与超声波传播时间的曲线关系对流量测量值进行了校准.校准后流量测量精度可提高0.172 9％～1.623 3％,平均可提高0.647 1％,且流速越高,校准效果越好.