谈一谈噪声对超声波流量计测量准确性的不利影响

时间:2021-07-02 来源:龙润仪表
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超声波流量计在当今工业生产中的应用越来越广泛,相关产业应用类型也越来越丰富。特别是测水超声波流量计在管道测量中的应用越来越广泛。因为超声波测量原理是利用超声波传导的特性来工作的。也就是说,超声波流量计实际上是作为声波工作的。
传播时间差法超声波流量计的工作原理是利用超声波转换器反(或同时)接收超声波脉冲,检测并计算该脉冲在介质中流动的流量和逆流的传播时间差,从而间接测量流体的流速。然后通过流速计算流量的间接测量方法。
因此,为了获得传播时间,必须确保流量计的接收换向器能够准确地检测到发射换向器发出的超声波脉冲,但如果介质有超声波噪音,换向器检测装置就不能检测到正常的工作脉冲信号,从而导致流量计出现读取错误或停止测量。管道燃气生产中产生超声波噪音的噪声源主要是调节阀、节流阀、减压阀、泵等设备。
被测试介质内部的噪音会对流量计的准确测量产生不利影响,在设计和安装过程中,必须将流量计尽可能远离噪音源,或采取措施消除噪音干扰。但是,这些问题在一些计量工程中没有得到应有的重视,超声波流量计投入生产后,影响测量精度,甚至影响计量停止的故障。
对于如何减少或消除噪音对超声波流量计的影响,可以采取以下措施:
1控制阀噪音及降噪措施
a、调节阀是最常用的调节设备。调节阀调节压力时,会产生较大频率范围的噪音,包括超声波频率范围的超声波噪音。这种噪音本质上具有声波的物理性质,其大小与阀门的类型、气体流量、压力调节差等有关,如果发生噪音,则同时传播到调节阀的上下游。但是,由于调节阀的压降作用,气体从节气门牢牢压缩到下游,主要噪声能量以冲击波的形式向下游传播,相对较少的噪声能量向上游传播。对于超声波流量计,转换器超声波脉冲都有特定的工作频率,用于测量的超声波流量计脉冲频率都在120kHz以上。转换器只响应工作频率的脉冲信号,如果调节阀产生的噪音频率达到转换器工作频率,并通过气流介质到达超声波流量计,转换器将无法正常检测工作脉冲信号,无法区分,从而导致测量错误。
b、降噪措施应设计成在有调节阀的工作条件下使用超声波流量计,充分考虑降噪措施。1)传播到调节阀上游的噪音能量要比传播到下游的噪音能量小得多,所以首先要考虑将调节阀安装在超声波流量计下游,并确保尽可能大的安装距离。
c、使用电子技术手段应对控制阀噪音。必要时,使用更高频率的转换器或数字信号处理,加强对超声波工作脉冲的识别和检测,减少外部噪音的影响等上述方法,可以起到不同程度的衰减噪音作用。在实际设计中,要根据具体情况考虑各种措施,一起使用。在流量计下游安装调节阀,使用一个或多个T形管道,并尽可能增加安装距离,是降噪方法。
总之,我们在实际过程中要充分重视有噪声源的超声波流量计的设计和安装,密切注意以下几个问题,才能有效地避免超声波噪音影响流量计正常运行的情况。1)要努力将超声波流量计设置在调节阀上游,并确保两者之间有足够的距离。2)在超声波流量计和调节阀之间设置T形管等部件,以达到衰减噪音的目的。3)了解超声波流量计的工作频率和调节阀产生噪音的频率范围,考虑到使用更高发射频率的超声波流量计,提高信噪比。4)在超声波流量计的早期设计或改造阶段,加强设计单位工艺和仪表专业之间的通信,提前向制造商咨询,获得技术支持是非常重要的。(5)要通过实验、操作和国外经验,尽快完善管道行业超声波流量计设计和安装的相关规范。