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超声波流量计的误差来源分析

1 .系统误差
拿量程为150 m³/d的超声波流量计距离,标称误差是1.5%,也就是说,一支仪器的测量误差在-2.25～2.25 m³/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*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±0.75 m³/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,某些被测水质中含有大量的油污、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*严重的影响。
3 .内径的影响
  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*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, 由于管道内壁会附着一些杂物, 或者由于腐蚀使管道内径发生变化, 从而影响仪器的测量误差。
4.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。
5.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*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。

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