周圍１張歡２
（１．大慶石油學院電子科學學院，大慶１６３３１８；２．大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，大慶１６３７１２）
摘要通過單聲道誤差計算公式和誤差統計權重係數的分析，得到不同聲道超聲流量測量的誤差計算公式，針對單彎管流場狀況，計算直射式和折射式單聲道布置方式及對角式和平行式的多聲道布置方式在不同安裝角度下的誤差一角度關係。結果表明，對角式的多聲道布局具有最佳的表現，這和流場的特殊性以及對角式聲道布置方式的聲道互補特性有很大的關係。
關鍵詞單彎管流動；聲道布置；高斯法；誤差分布
一０引言
超聲波流量計對流場狀況非常敏感，但是目前的研究重點主要集中於二次儀表，即如何利用現代檢測技術通過訊號處理的方法來提高儀表效能。如果要進一步提高超聲流量計的測量精度，必須對流場流動特性進行深入細緻的研究，這樣才能從根本上解決問題，並為流量計安裝方式的選擇提供理論依據。本文針對超聲波流量計在單彎管流場中的適應性問題，研究幾種單聲道布置方式和多聲道布置方式在單彎管流場下的誤差一角度曲線，從理論上為超聲波流量計的實際安裝提供合適的安裝角度和安裝方式。
１誤差分析
單個聲道的誤差為『１１
，ｌｒⅱ一、
一素（１）式中：ⅱ一為管道內軸向的最大速度；ｒ為管道內取出半徑；尺為管道半徑；ｎ為對應雷諾數係數。
多聲道系統的流量是將各個聲道的平均流速用權重係數伽。經過加權之後獲得的，因此多聲道系統受流動分布的影響也要根據各個聲道不同的權重加。來加權計算汪１
ⅳ式中：ｅｉ表示單個聲道的誤差；』、ｒ為聲道數量。
由於不同的聲道布置方式下的權重分配有很３２－大的不同，這裡僅對對角式分布和平行式分布的聲道布置方式進行討論。對於對角式的分布，其權重係數加；＝ｌ。對於平行式的分布，本文將採用高斯積分法對聲道布置的計算進行研究。
這種設計方法的優點在於設計思路清晰，也不需要關於流場的速度分布資訊舊ｊ，故對於平行式的布置方式，按照高斯積分的布局和權重進行分配悼ｊ。
２單彎管流動對多聲道超聲流量計的影響
單彎管的結構如圖１所示，其中ａ截面為被觀察截面，距離彎管後部１９ｒ。
圖１單彎管模型
２．１單彎管流動對單聲道布局的影響
單聲道超聲波流量計的聲道布置方式主要有直射式和折射式兩種。對於直射式的單聲道布局，主要有徑式和弦式兩種，對於徑式安裝的直射式單聲道布置，其測量涵蓋了整個截面速度場，誤差在整個速度場內有規則的波動，並且對整個流場具有良好的表現能力，其誤差最小ｈｊ，如圖２所示。而對於折射式的單聲道布置，折射次數越多，獲得的截面上的流動資訊越多，因此超聲傳播路徑上的平均速度越接近理想狀況，誤差越小，超聲測量魄流
●ｌ萬方資料
萬方資料
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