摘要：随着工业领域的不断发展,对流量的高精度、在线检测的需求也愈发迫切。以氢气循环泵为例,在小管径下,对氢气的流量监测精度直接影响循环泵的性能。超声流量计凭借其高精度、非侵入、无压损等优点,一直是流量检测领域关注的重点,可以满足不同场景下的测量需求。渡越时间提取算法是超声流量计设计的关键环节,对流量测量精度有着十分重要的影响。渡越时间的精度和鲁棒性直接影响着超声流量计流量测量的结果。本文针对氢气循环泵的测量场景,提出了一种基于探头中心频率匹配的ToF算法,并采用了仿真软件来进行模拟实验。结果显示,相比传统的超声渡越时间算法,标准差分别是其他两种算法的5.21%和32.14%,而误差则分别是二者的15.41%和36.43%。

摘要：针对超声波流量计在测量液体流量的过程中,流体的异常状态会极大地影响流量计的测量精度这一问题,提出了一种基于脉宽比和幅值电压检测的方法,以此来监控信号质量,通过对测量系统进行了实时监测并及时诊断异常情况,从而保证超声波流量计的测量精度和可靠性。首先,设计了超声波流量计监测系统,实现对流量计数据的采集、分析与处理等功能;然后,采用脉宽比结合幅值电压监测方法判断了流体异常的类型;利用自适应采样算法的反馈机制调节了测量周期,以适应管道内流体的变化速度;最后,通过流量测量实验,测试了流体内不同气泡状态下脉宽比的变化规律,测量口径为15 mm管道的多个流量点,分析了流体稳态和少量连续气泡状态下传统测量方法与自适应算法测得的数据,对平均相对误差和重复性进行了对比。实验结果表明:异常诊断功能能够判别流体内气泡状态;基于自适应采样算法,超声波流量计在小流量0.1 m^(3)/h~1.5 m^(3)/h区间内平均误差达到1.02%,重复性也达到0.47%,准确度等级达到1.5级。经液体流量标准装置检定,流量计累积流量测量误差降低了60%,重复性提高了80%。研究结果表明:异常监测系统可以及时判断流体异常情况,同时自适应采样算法有效改善了超声波流量计的测量精度与稳定性。

摘要：为了提高低声道数超声流量计的准确度水平,在传统超声流量计的基础上设计了一种具有收缩流动结构的低声道数超声流量计。采用数值模拟研究了渐缩管中收缩流动的流场特征,确定了渐缩管的几何参数及超声探头的安装方式。通过空气实流实验,研究了单声道及双声道在收缩流动条件下流量计量的基本特性。在流量范围27~432 m^(3)/h,管径范围100~150 mm进行了实验验证。结果表明:收缩流动的数值模拟结果与理论模型相吻合,当渐缩管的收缩比由2增大为6,被测流场均匀区占比显著增大;当收缩比固定不变时,随着流量的增大,边界层厚度显著降低。通过实流实验比较不同结构和配置超声流量计的测量结果,发现单声道收缩管超声流量计的准确度水平显著优于传统单声道气体超声流量计,与传统双声道气体超声流量计的准确度水平相当。

摘要：为考察时差式超声流量计的声道覆盖率、布置方式对测量结果准确性的影响,对立体声道的平面声道模型进行了特性分析,推导出不同覆盖方式下覆盖面积的计算公式、声道段总数范围的确定公式以及声道段中心线至管道横截面中心距离的计算公式,并进行平面声道模型参数的设计.实例计算结果表明,文中提出的时差式超声流量计立体声道的平面声道模型计算方法是有效的.

摘要：针对钍基熔盐堆分布控制系统(Distributed Control System,DCS)中数字超声流量计的实验物理和工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)网络接入需求,本文提出了一种数字以太网接口设计方案,实现上位机操作员接口(Operator Interface,OPI)层面的流量数据实时监测。硬件使用DM9000以太网芯片,扩展连接到TMS320F28335为控制器的数字化超声流量计平台上。DCS软件设计以超声流量计作为客户端,与运行EPICS服务器程序的上位机构成客户端/服务器结构,自检结果表明,二者之间可进行可靠的传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)通信。在流量标定平台上的实际测试进一步验证了超声流量计与上位机实时数据通信的可靠性,实现了EPICS环境下超声流量计的网络化功能。

摘要：针对近年来国内大型天然气工程中采用超声流量计计量橇装系统而没有对系统不确定度进行评估的现状,提出超声流量计计量橇装系统计量不确定度评估方法和实用的计算公式,通过实例证明采用该方法计算的橇装系统体积计量和能量计量不确定度评定结果符合国家标准GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》的要求。

摘要：建立了一套基于数值流场的阻流件影响数据库，一方面可以提供不同安装条件下的阻流件附加误差，来指导超声流量计的安装选型与优化设计，另一方面可以提供特定条件下的声道速度分布，来检查相应条件下安装的流量计是否工作正常。阻流件影响数据库的建立避免了数值模拟技术实施难度大的问题。

摘要：介绍了脉冲超声相关流量计的测量原理、流动噪声检测装置和在线实时相关器的方案设计,并给出了该流量计在液/固两相流试验装置上的性能测试和在工业现场的应用结果。

摘要：针对受到干扰的坏波形给测量带来的误差,提出了一种具有信号质量判断机制的时差法超声波流量计设计,即在测量之前添加了对信号质量的判断,判断有效的信号才会进一步进行数据处理,否则丢弃。在传统的阈值法基础上,提出了双阈值电平比较法来对回波信号质量进行判断。实验验证了该设计的可行性。

摘要：针对不具备直管段安装条件,如何选择前直管段长度,从数值仿真、流场分析、误差分析等方面,对DN100四声道超声流量计上游安装DN150变DN100渐缩管和安装直管的适应性进行了研究。数值仿真分析了不同安装条件下管道中流场分布特性,指出测量误差绝对值随前直管段长度的减小而增大。通过数值仿真,上游分别安装DN150变DN100渐缩管和直管时,为了保证测量误差±0.5%内,前直管段应大于4D和8D。