非校准条件的情况下超声流量计的操作

图4 200mm(8inch)超声流量计用天然气和氮气校准的曲线
（用涡轮流量计作参考）从 300mm 流量计得到的校准数据给出了相似的结果。但是由于测试流量点在流量计满量程 33% 以下操作，并且校准过程在日光照射下进行，所以校准数据在低流量下稍微有些分散。对 300mm 超声流量计和 300mm 涡轮流量计的校准数据表示于图 5 和图 6 中。图 7 显示了用涡轮流量计作参考的超声流量计校准曲线，天然气和氮气的校准曲线交迭。 200mm 流量计也是如此。

图5 300mm(12inch)超声流量计用天然气和氮气校准的曲线

图6 300mm(12inch)涡轮流量计用天然气和氮气校准的曲线

图7 300mm(12inch)超声流量计用天然气和氮气校准的曲线
（用涡轮流量计作参考）在所有超声流量计的校准过程中，声速都被记录下来。西南研究院使用在线 Daniel Danalyzer 气相色谱仪得到气体组成数据，并用其与温度、压力和 AGA NO 8 报告中提出的状态方程一起，从理论上计算出声速值，平均差异在 0.04% 以内。

5 压力测量

在 1998 年的论文中， Grimley 和 Bowles[1] 提出了四种不同结构对 200mm 超声流量计的校准数据。实验被设计成确定每种管道布置和流量条件设置对校准结果的影响。每个流量计的基线测定在 2.8MPa 和 6.2MPa 下进行。两台超声流量计都显示出两种压力之间大到 0.5% 的差异。

Grimley[2] 又用三个厂家生产的多声道流量计作了测定并将结果在当年发表。这些测定在 1.4MPa 、 2.8MPa 和 6.9MPa 下进行。报告中建议说转换器随压力的变化趋势可以解释一些流量计的校准结果。尽管 Grimley 得出结论说在使用 Daniel 流量计的情况下这种影响很小。我们决定进一步关注这个影响的细节。我们的实验在下面的部分中描述。

5.1 声速的测定

超声流量计延迟时间等于从发射换能器发出信号到接收换能器接收到声波的时间减去超声波在介质中的传播时间。如果延迟时间在换能器上随压力改变，误差就会在测定的流率中反映出来。正如在 Grimley 的 2 号报告 [2] 中指出的那样，流率的误差将会大约是延迟时间（或声速）误差的 2 倍。