超声波流量信号质量低的原因

本文章主要介绍了：超声波流量信号质量低的原因,超声波流量计1.0级什么意思,电磁流量计与超声波流量计的区别,超声波流量信号质量低的原因等信息

适用口径:DN6-DN6500适用温度:-30to400℃(适用防爆区).测厚探头（可选）测量范围:(1.0-200)mm分辨率:0.01mm线性度:0.1mm标准型:-20℃to+60℃高温型:0℃to+200℃短时间可达+540℃应用领域
TDS-100H系列手持式超声波流量计是目前国内体积zui小，质量zui轻、技术zui先进的一款流量巡检专用仪表。具有测量精度高、测量稳定性、重复性好、电池供电、操作简单、携带方便、中英文双语化等特点，针对所测量的数据实现内部存储，并同时具有与计算连接的通讯接口，可将数据导出到计算机上。广泛应用于工业现场中的各种液体流量的在线标定和巡检测量。
(超声波流量信号质量低的原因)

前言井下超声波流量计具有结构简单，安装、使用和维护方便等优点，目前广泛应用于水井测试工作中，但在个别井的测试中，流量计的测量结果误差与实际偏差较大，因此有必要对井下超声波流量计的误差来源作进一步研究。工作原理声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速，称之传播时间法。按测量具体参数不同，分为时差法、相位差法和频差法[1]。现以时差法阐明工作原理。在流体中发射一定频率的超声波，传播相同距离时，顺流与逆流之间存在相位差，此差值与流体流速成正比，若管径D固定，则通过相位差可测出流量，如图1所示。图1 超声波流量测量工作原理图其数学关系如下：设超声波在流体中的传播速度为C，流体的流动速度为V，声波发射探头与接收探头之间的距离为L。则顺流时间： （1）逆流时间： （2）时间差： （3）由于流体中声速Cμ流体的流动速度V，则上式简化为 （4）则流体的流速为 （5）由此可见，流体的流速与超声波在流体中传播的顺流和逆流的时间差成正比。所以，流体的流量就可表示为 （6）只要能精确测量出超声波在顺流和逆流传播时产生的时间差，就可计算出相应的流速，进而得到相应的流量[2]。误差来源1.系统误差在吉林油田应用的超声流量计的量程为150m3/d，标称误差是1.5%，也就是说，一支仪器的测量误差在-2.25～2.25m3/d之间，如果仪器在检定时的结果超过这个范围，就应该重新标定该仪器。而对于一支合格的仪器，根据误差的正态分布理论，它的精度在0.5%～1.0%区间的概率是最高的，所以，理论上仪器的测量误差范围为±0.75～±1.5m3/d之间。超声波的工作原理是时差法（相位差法），时间差（相位差）越小，流量计的流量也越小，流量计的时间差是μs级的，越小的流量测量的误差也就越大，所以仪器的误差下限应该是比±0.75m3/d略高的。另外，计量间水表也存在误差，水表误差和流量计误差累积，也会使测试水量的误差加大。2.介质的影响超声流量计是在室内的流量标定系统（简称流标）中标定和检定的，流标采用的介质是清水，而在实际中，流量计的工作介质并非纯净的清水，在井筒内，水中含有大量的油污、铁屑、气泡等杂质，这些杂质的存在会对超声波的传播发生散射，影响超声波的直线传播，由于标定时和工作时的工作介质的差别，从而会影响到仪器的测量精度。而且，声信号可能由于碎片的多路反射而失真。如果接收机不能保证识别每一个输入脉冲的同一点，对流量计精度将产生最严重的影响。3.油管内径的影响油管的内径测量误差在流量中表现出来，因为内径是圆管积分中的一项，0.1%的内径测量误差将产生0.2%的流量误差。为了最大限度减小这一误差，应用高精度的测量仪器在若干位置测量其内径，然后将其平均以补偿油管的不圆度。标定时，仪器所在的模拟井筒的内壁是光滑的，可以看做它的内径是不变的。在实际测试时，由于油管内壁会附着一些杂物，或者由于腐蚀使油管的内径发生变化，从而影响仪器的测量误差。4.注水井的影响扶余采油厂的井间距近，井间干扰大，对水井测试的误差也会产生一定的影响，还有计量间来水管线细，供水压力与水量都不足，也会影响最后的测试结果。5.声路长声路长的测量误差将在流速中表现出来，因为这两个参数是成正比的。如用钢卷尺、测径仪或毫米尺测量每一声路上两传感器间的距离，这一误差通常可保持在0.1%以下。6.声路角声路角的测量误差将在流速中表现出来，因为流速与声路角的余弦成反比。1°的声路角测量误差可产生1.7%的流速误差，为了将这一误差减小到最低限度，应使用高精度的角度测量仪器，使声路角的测量误差可以很小[3]。结论影响超声流量计的因素还有很多，而有些因素的影响是不可避免的，在这些因素的影响下，井下流量计在进行水井测试时的误差是要比标定时的误差要大，而且会大很多，通常会在±2～3m3/d左右，所以这些误差是在测试时所必须注意的。参考文献1董浩然.超声波流量计的选型与应用.工业计量，2002，（2） 2石利琴.超声波流量计的应用.计量技术，2002，（4） 3周伟国，胡海军，金颖.超声波流量计的应用与误差分析.煤气与热力，2001，（8）
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*防护等级：IP68
可选配件：
1.PT100三线制铂电阻（用于实现热量表量功能）
2.超声波测厚仪（用于测量管道壁厚，减少人为误差，提高测量精度）
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培训手册型号：FLUXUSF601准备（一）→选择合适的测量点，流场应充分发展→在电缆长度范围内安放好主机→根据标示连接主机和探头。接头上的红点应与插槽上红点相对应。取出接头时，保持在滚花端。→开启主机(键)键盘功能：上下选择键()左右选择键(><)返回主菜单键：删除键：准备（二）热量/能量测量：→在所测系统入口处管道上安装温度探头，并接至流量计主机背侧的T1→在所测系统出口处管道上安装温度探头，并接至流量计主机背侧的T2重要提示：为避免出现错误，请确保温度探头与管壁紧密贴合，并且在外侧需采取隔热措施参数输入（图示由左向右）参数输出（一）图示由左向右参数输出（二）图示由左向右测量（一）图示由左向右测量（二）测量（三）数据传输至PC该传输通过FluxData软件实现-在流量计主机上，按键回到主菜单；-连接PC和流量计主机，串口通讯；-在PC上运行FluxData软件；-点击FluxData工具条上的图标，开始数据传输。接下来还可以通过FluxData进行数据浏览和分析。安装的注意事项图1.3：传感器正确的安装位置若两个传感器被分别安装在管道的两侧，仍须使其顶上的印记摆成一个箭头的图案。连接翻开您要连接传感器的通道的插口盖。将传感器的接头插入插槽。接头上的红点应与插槽上红点相对应图1.4：连接传感器电源可反复充电的镍镉电池可保证至少10小时的工作时间。仪器也可通过100-240V的外接电源供电。注意！外接电源或电池均不防水。请确保在干燥的室内使用仪表。开启/关闭主机按键开起主机。按BRK键3次关闭主机主机被启动后，会出现是否有已连接的传感器、连接在哪个通道上的指示。稍后便会显示仪表的序列号（如左图所示）。提示！显示仪表序列号时，无法输入数据。键盘FLUXUS的操作界面包括一个键盘和一个双排显示（每排16字符）。键盘含3个功能键和12个数字键。部分按键的功能重复，既为输入键又为选择键。在选择模式中，带箭头形状的数字键也可作为鼠标键。在输入模式中，就被用作输入数字或特征。键盘功能概述提示！请注意不要误按BRK键中断进行中的测量。输入数值菜单输入文字菜单基本测量—输入管道参数（一）注意：建议在起动流量计之前，先将传感器与仪表连接。输入管道和被测介质的参数范围受限于主机与传感器的特性。如果输入的数值超出限制，FLUXUS将提出警示。（最小和最大值真实性核对）。程序每完整的检测一次，仪表只接受一个测量通道的参数。必须于每一测量点输入管道的参数。您可随时返回参量设置菜单，更改已输入的管道参数。基本测量—输入管道参数（二）检查是否已连接传感器与仪表，确认已连接后，起动流量计。在主菜单中，选择参量设置子菜单，并按下“ENTER”确认。选中您要设置的通道口，并按下“ENTER”确认。注意：若仅有单测量通道，此选项不会显示。一项参数记录就是一组用以特定测量任务所必需的数据：●管道的参数●被测介质的参数●传感器的参数以及●输出选项您可按测量的需要，自行创建参数记录。基本测量——管道外直径与周长输入外管径。确认无误后，按ENTER。若输入的数值大于4000mm，则无法测量。您可以更换菜单，将输入外管径改为管道周长。此设置为抗冷起动，可以在程序子目录中的特殊功能(SPECIALFUNCTION)内完成。若输入的管道周长被激活，而外管径被误输入为0，仪表会自动切换至管道周长(PIPECIRCUMFER)的显示状态。跳过输入管道周长，按BRK返回主菜单并再次开始输入参数。基本测量——壁厚根据传感器的性能，在有效的数值范围内输入壁厚的参数。默认参数值为3.0mm。按ENTER确认。注意：FLUXUS将自动检测输入的内管径（外管径-2x管壁）数值是否在所用传感器特设的参数范围内。若超出范围则显示出错信息。按传感器的类型，仪表能接受的最小内管径值是可以修改的。基本测量——管道材质输入管道材质用以测量其声速。相应材质列表各项的声速已被编程在仪表内。只需选择管道材质，在列表中选择管道材质。若无合适的选项，请选择进入OTHERMATERIAL。按ENTER确认。注意：若无合适的选项，请选择进OTHERMATERIAL。选择其它材质后，请
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二、在具有危险性场合时，应选用防爆超声波流量计。
三、管道式超声波流量计应用超声传输时间的方法测量流速，无运动部件。超声波在测量管道内以水流方向传输再被返回，通过测得的两束超声波的时间差计算出流速。此超声波流量计对介质，温度，导电率和污染物不敏感。
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（2）避免噪声的产生
上文提到噪声对于流量计计量精度具有直接影响。因此应尽量确保计量前后阀门全开，促使下游调节阀对流量进行调节。由于气体超声波流量计上游阀门节流时，能够产生人耳听到和听不到的声音，一旦这种声波的频率与设备工作频率产生共振时，将会降低信噪比，影响到计量准确性。而通过阀门全开，能够有效避免这一问题的出现，显著提高计量准确性。
（3）确保被测介质流速均匀性
对于流场问题，应尽量保持被测介质流速、流量等稳定性，并符合流量计运行要求。如果压力偏低，流体交易发生流动及转换，在流经流量计时，超声换能器穿越不同流态介质将会产生误差，因此保
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常温外夹式传感器
安装方式：外夹式
可测管径范围：25mm-1200mm
传感器电缆长度：9m
工作温度：0℃-+80℃
探头材料符合RoHS环保要求
高温外夹式传感器
安装方式：外夹式
可测管径范围：25mm-1200mm
传感器电缆长度：9m
材质:不锈钢
工作温度：-40℃-+150℃
*外夹式传感器
安装方式：*外夹式
可测管径范围：65mm-6000mm
传感器电缆长度：9m
探头外壳：锌合金、PEI，底座：碳钢
测量介质温度：0℃-+80℃
标准电缆长度：9m
传感器电缆长度：每5米为一个加长单位，zui长可加长到305米
电源转换器
需要（输入220V，输出12V，负载电流1A）
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