1、摘要
　　
　　當初，用于天然氣計量的超聲流量計的校準盡可能在流量校準裝置長進行。既然簡直所有的這些裝置使用天然氣流過管線，在通常情況下，就不可能轉(zhuǎn)變影響聲速的參數(shù)，好比溫度、壓力、氣體組成。當超聲流量計時這些參數(shù)如果相異于校準情況下的數(shù)值，校準還能起到作用嗎？
　　
　　為了定量地描寫這些參數(shù)的變化對超聲流量計校準的影響，進行了一系列的細心把持的校。流量計指示被測流量和(或)在選定的時間間隔內(nèi)流體總量的儀表。準實驗。第一步的實驗包括在西南研究院的高壓回路中使用壓力2.8mpa的天然氣介質(zhì)校準一臺200mm和一臺300mm的超聲流量計。作為附加的參考，200mm和300mm的渦輪流量計也利用于回路中。而后把流體介質(zhì)改為氮氣，聲速變化了16%，數(shù)值上等效于天然氣4.6mpa的壓力。
　　
　　為了進一步實驗壓力對超聲流量計校準的影響，在壓力從1.4mpa到7mpa的規(guī)模內(nèi)，使用氮氣對口徑300mm的流量計進行了一系列的統(tǒng)計聲速測量。丈量值表明在這個壓力范疇內(nèi)聲速的變化在計算值的0.03%以內(nèi)。
　　
　　此外，對溫度和流體介質(zhì)的變化導致的聲速的變化，進行了進一步的實驗。用天然氣在21℃和10℃進行校準實驗，用氮氣在21℃和32℃下進行。對每一系列的。便攜式超聲波流量計非接觸式測量方式、體積小、重量輕、攜帶方便。校準，對照均勻校準曲線，得出變化對校準的影響。在滿意冀望的裝置和流量計再現(xiàn)性前提下，超聲流量計的校準對聲速的變化、溫度和壓力的變化都不反映。當用于校準的流體介質(zhì)從天然氣變化到氮氣時，察看到的渺小的變化是因為對這兩種氣體使用的狀況方程不同。
　　
　　這些測試成果證實如果超聲流量計在一套條件下的校準程序是可行的，在另外的條件下使用也可以，包括用不同的氣體介質(zhì)。
　　
　　2、引言
　　
　　用于關(guān)系交易的天然氣計量用超聲流量計的原理是通過丈量氣體的超聲波傳布時間。超聲波在與流體流向一致時，流傳時間要小于逆流時的情況。兩種狀況下的流傳時光差用于盤算氣體流動的均勻速率。實際的體積流量可用下式表現(xiàn)：
　　
　　這里k=流量計的儀表系數(shù)，△t=傳播時間差，t1=順流時的傳播時間，t2=逆流時的傳播時間
　　
　　因為這個流量方程式中只包含了流量計的物理學構(gòu)造尺寸跟傳布時光，它獨破于流動氣體中的聲速。因而，就能夠作出假設：氣體流速的測定獨破于影響氣體中聲速的因素，比方溫度、壓力和睦體組成。假如這個假設不準確，超聲流量計在不同于現(xiàn)場運行前提下的校準的有效性就值得斟酌。
　　
　　首先，對超聲流量計氣體速度的測定獨立于聲速，但可能因為下列起因還有一些次要的影響。
　　
　　聲阻改變了信號對氣體的耦合；
　　
　　雷諾數(shù)的變化。雷諾數(shù)正比于特定的重力與粘度的比值；
　　
。手持式超聲流量計具有抗震性好,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,壽命長的特點�！　⌒盘柕牟ㄩL隨氣體組成變化而變化。
　　
　　在不同的介質(zhì)下留心這些參數(shù)是饒有興致的。下列的表格是針對標準條件，留神對一給定的管徑大小和流速，雷諾數(shù)多少乎是個常數(shù)。
　　
　　表1氣體性質(zhì)　　
　　當從天然氣改變?yōu)榭諝饣蛘叩獨猓�很多氣體性質(zhì)會變化，比如聲速、特定的重力和粘度。然而，由于它們也隨溫度和壓力變化，超聲流量計在操作條件的規(guī)模內(nèi)在氣體性質(zhì)上就有可以設想得到的交迭，表明偏離標準條件不是那么主要。
　　
　　3、研討目的
　　
　　本文中所論述的研討目的是斷定溫度、壓力和流體介質(zhì)變更對氣體超聲流量計的影響。除了測驗超聲流量計技巧外，該套程序還有支撐這些天然氣流量計用氮氣或空氣校準的作用。
　　
　　當初，在北美只有兩套裝備可用以在超越流量范疇的情形下校準口徑大于200mm的超聲流量計。這些流量計的裝置以每年超過10%的速度在增加。在未來，校準裝備將會變的有很大的局限性。這些校準安裝可能在應用不到多少年的情形下就須要從新校準。
　　
　　如果超聲流量計的校準只限于天然氣裝置，建造新安裝的可能性會因為地位跟用度而被局限。然而，假如能夠證實用其它介質(zhì)校準是等效的，建造新裝置的可能性就大大進步了。用空氣校準自然氣流量計就不單單針對超聲流量計。簡直所有用于自然氣計量的渦輪流量計和住宅用煤氣表都可以用空氣校準。
　　
　　4、流量回路校準
　　
　　為了實現(xiàn)該程序的目標，在零流量和其它流量條件下進行實驗。零流量的實現(xiàn)用來肯定壓力對校準的可能影響。
　　
　　4.1 流量回路試驗
　　
　　既然現(xiàn)在不加壓的流量校準裝置在統(tǒng)一測試回路中既能用天然氣校準也能用空氣校準，最好的抉擇是用惰性氣體氮氣，它有與空氣瀕臨的性質(zhì)。西南研究院領有一套輪回體系，它是北美獨一的可以用統(tǒng)一套儀器在雷同的回路中既實用于氮氣也實用于天然氣測試的裝置。只管音速噴嘴裝置是用稱重系統(tǒng)肯定品質(zhì)流率的校準裝置，音速噴嘴流率盤算須要氣體組成和狀態(tài)方程來氣體性質(zhì)。同時決議在回路中使用參考渦輪流量計來對照兩種體積計量的流量計。這種參考表法相比擬流量計與音速噴嘴比較的方式對氣體組成的以來要小。

        5、停止語
　　
　　在西南研究院的高壓回路頂用氮氣和天然氣作為實驗流體進行了一系列的尺度校準。此外，改變溫度相應轉(zhuǎn)變聲速。在這些校準試驗中，包括儀器儀表、管線安排和數(shù)據(jù)采集體系在內(nèi)的測試裝置不產(chǎn)生變化。