摘 要 本文通過對G10、G25等型號的單聲道超聲波燃?xì)獗黹_展計量性能測試，概述性能測試的主要標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。圍繞實驗設(shè)備及步驟、實驗結(jié)果對工商用單聲道超聲波燃?xì)獗碛嬃刻匦赃M行測試，經(jīng)過分析得出利用該技術(shù)可以對燃?xì)鈱崿F(xiàn)精準(zhǔn)計量，不過氣流通道數(shù)量和計量誤差成正比，容易降低誤差曲線的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞 單聲道超聲波燃?xì)獗?計量特性;示值誤差

前言

燃?xì)庥嬃抗ぷ魇侨細(xì)饨Y(jié)算的關(guān)鍵，常見的儀表包含羅茨式、渦輪式、孔板式流量計設(shè)備，工商領(lǐng)域燃?xì)庥嬃恐饕媚な?、羅茨式、渦輪式流量計。當(dāng)前超聲波流量計適用于高壓大流量燃?xì)庥嬃抗ぷ髦?，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械燃?xì)獗黹_展計量工作，具有降低計量誤差、耐久性良好、便于維護、完成精準(zhǔn)計量的優(yōu)勢。

1 實驗過程分析

1.1 實驗標(biāo)準(zhǔn)

我國早在2011年便針對大口徑的氣體超聲波流量計制定了《氣體超聲流量計測量天然氣流量》標(biāo)準(zhǔn)，并于2014年頒發(fā)GB/T18604-2014，代替了2011年版本[1]。該文件中針對單聲道超聲波流量計的內(nèi)容為：單聲道測試性能相較于多聲道要求低，實際指標(biāo)數(shù)值由對應(yīng)制造廠提供。近年來國家又陸續(xù)出臺了《超聲波燃?xì)獗怼贰ⅰ都矣贸暡ㄈ細(xì)獗怼返任募?，不過對于工商超聲波燃?xì)獗淼膬?nèi)容涉及較少[2]。因此，為了測試工商用超聲波燃?xì)獗碛嬃啃再|(zhì)是否滿足要求，本課題依據(jù)2018年《超聲波燃?xì)獗怼烽_展測試工作。

1.2 實驗設(shè)備

本項目中涉及的單聲道超聲波燃?xì)獗硇吞枮镚6、G10、G16、G25，而G6與G10、G16與G25的結(jié)構(gòu)和計量模塊相同，因此可以從四類超聲波流量計中分別選擇G10、G25燃?xì)獗黹_展測試工作。兩種型號的燃?xì)獗黼S機各選擇3臺，同時將其標(biāo)記為1#、2#、3#計量表。

1.3 實驗過程

首先，結(jié)合《超聲波燃?xì)獗怼窐?biāo)準(zhǔn)，對型號是G10、G25的單聲道超聲波燃?xì)獗黹_展檢測工作，檢測要素分別為：過載流量、計量過程重復(fù)性、始動流量、示值誤差。注意在選擇市值誤差時需設(shè)置7個測點，分別為qmin、3qmin、qt、0.2qmax、0.4qmax、0.7qmax、qmax，分別對其開展測量工作，同時對每一個流量點重復(fù)測試6次，結(jié)合平均示值誤差繪制曲線圖。

其次，當(dāng)單聲道超聲波燃?xì)獗硗瓿沙跏紮z測工作后，可以將其放置在燃?xì)馀荞R臺開展耐久性測試，流量為qmax并持續(xù)運行1000小時。運行完畢后將燃?xì)獗矸胖迷邴}霧箱內(nèi)，進行耐鹽霧操作，經(jīng)過250小時后拿出風(fēng)干，并分析其表面外殼腐蝕情況。設(shè)置和初始測試相同的環(huán)境與設(shè)備，對經(jīng)歷過鹽霧測試的燃?xì)獗黹_展示值誤差、計量重復(fù)、過載流量實驗。

最后，應(yīng)將完成耐久中期實驗的單聲道超聲波燃?xì)獗矸胖迷谌細(xì)馀荞R臺上開展耐久性終極實驗。將流量設(shè)置為qmax持續(xù)運行1000小時，當(dāng)所有的耐久測試均結(jié)束后，將該設(shè)備放置在鹽霧試驗箱內(nèi)，時間設(shè)置為250小時，在測試后觀察其表面外殼的腐蝕情況。當(dāng)完成鹽霧實驗、耐久性實驗后，應(yīng)對超聲波燃?xì)獗淼挠嬃恐貜?fù)性、示值誤差、過載流量進行分析。

2 實驗結(jié)果研究

2.1 始動流量環(huán)境

在測試工作中需要確保實驗室處于恒溫狀態(tài)，起始實驗的溫度是18.86℃、濕度為64.96%;中期耐久性實驗的溫度是21.44℃，濕度為67.23%;最后耐久性實驗測試溫度是20.78℃，濕度是42.74%。通過對燃?xì)庥嬃勘淼氖紕恿髁窟M行測試后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)型號是G10、G25的超聲波燃?xì)獗硖幱谑紕恿髁織l件下，仍可以精準(zhǔn)計量微小氣體，相關(guān)測試項滿足標(biāo)準(zhǔn)。因此可以將誤差示值通過表格進行統(tǒng)計，并繪制曲線圖。

2.2 G10超聲波燃?xì)獗硎局嫡`差

分析耐久性測試前后，單通道超聲波燃?xì)獗淼?個測點示值誤差后得出，在單點重復(fù)性測試時，G10超聲波燃?xì)獗聿淮嬖谄魄闆r，示值誤差處于小流狀態(tài)下，因此會出現(xiàn)一定程度的波動情況。但此形式在大流范圍中十分穩(wěn)定，其過載流量點性質(zhì)良好。同時，其燃?xì)獗硎局嫡`差的平滑度較高，且線性狀況良好。在耐久性測試的前后階段，燃?xì)獗碇惺局嫡`差的曲線線性相同，因此穩(wěn)定性較高。此外，在耐久性實驗后，燃?xì)獗硎局档恼`差稍大，七個測點的示值誤差小于標(biāo)準(zhǔn)允許值的限度，尚未發(fā)生計量發(fā)散問題。

2.3 G25超聲波燃?xì)獗硎局嫡`差

在對3個G25超聲波燃?xì)獗碚归_測試工作后得出以下結(jié)論：每個測點的示值誤差滿足標(biāo)準(zhǔn)，其初始狀態(tài)下燃?xì)獗淼氖局嫡`差較低。當(dāng)耐久性實驗開始后，燃?xì)獗硎局嫡`差緩慢增加，尚未超過標(biāo)準(zhǔn)值的上限和下限。同時，在分析G25超聲波燃?xì)獗碚`差曲線后發(fā)現(xiàn)，測點一致性相較于G10超聲波燃?xì)獗磔^差，穩(wěn)定性不足，在小流范圍內(nèi)其燃?xì)獗硎局嫡`差波動十分顯著，不過在過載流量點和大流范圍內(nèi)計量十分穩(wěn)定。

2.4 燃?xì)獗碓囼灲Y(jié)果綜合分析

通過對G10、G25超聲波燃?xì)獗黹_展示值誤差、始動流量、鹽霧測試、耐久性實驗可以得出，二者的測試數(shù)值均滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。不過在對比G25與G10燃?xì)獗頃r發(fā)現(xiàn)，G10超聲波燃?xì)獗淼臏?zhǔn)確性、計量穩(wěn)定性均優(yōu)于G25燃?xì)獗?，主要原因如下：管道中流體流速屬于拋物線形狀分布，因此其在管道內(nèi)的截面中心速度最快，在靠近管壁的區(qū)域速度較小。單聲道超聲波流量計中只有一對換能器，會隨著時間的流逝影響測量精確性，不過優(yōu)勢是提升燃?xì)獗淼目垢蓴_能力，充分發(fā)揮小口徑流體特點。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文圍繞耐鹽霧試驗、耐久性試驗對工商用單聲道超聲波燃?xì)獗磉M行計量特性測試。三臺燃?xì)獗砭谑局嫡`差、起始流量、計量重復(fù)性等方面參數(shù)良好，其中型號是G10的燃?xì)獗硐噍^于G25燃?xì)獗碓诜€(wěn)定性方面較強，因此利用超聲波單聲道計量技術(shù)可以充分發(fā)揮小口徑流體優(yōu)勢，減少示值誤差。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁水龍，李樂，李帆，等.工商用單聲道超聲波燃?xì)獗碛嬃刻匦詼y試[J].城市燃?xì)猓?019（12）：13-18.

[2] 李萌，李躍忠，曾令源，等.低功耗超聲波燃?xì)獗碓O(shè)計[J].電子測試，2020（7）：39-42.

作者簡介

嚴(yán)偉（1983-），江蘇靖江人;學(xué)歷：本科，職稱：中級;現(xiàn)就職單位：靖江市產(chǎn)品質(zhì)量綜合檢驗檢測中心，研究方向：力學(xué)類如試驗機、硬度計、加油機、壓力表、燃?xì)獗淼取?/p>