工科硕士预答辩.ppt

P o w e r B a r 中国专业PPT设计交流论坛 2010级研究生答辩报告 燃气流量计现场检定装置的研制 目 录 装置研制的背景和意义 一 超声波流量计测量原理 二 检定装置的整体设计 三 软件和硬件设计 四 装置试验数据处理 五 结论和展望 六 六 一 装置研究的背景和意义 返回目录 1. 课题研究的背景和意义 随着燃气使用的不断推广，气体流量计的使用也越来越多。为了保证气体流量计的正常工作，需要对流量计进行定期校准，通常将气体流量计拆卸下来送到检定机构进行校准，需要3~10天时间，而工业上往往要求燃气能够连续供应，将气体流量计拆卸下来送到检定机构进行校准，不仅耽误正常供气，还会因为计量误差而产生纠纷，所以急需研制一套能够适应我国现状的流量计现场检定装置。 对计量机构来说，可以将某个地区的流量计检定周期统一起来，集中进行检定，防止漏检、重检，节省人力和时间。 2. 研究现状 （1）国际现状。加拿大输气校验公司研制出天然 气校验装置，精度可达1.5% ；美国的康乐创、德国的 E+H公司和荷兰的公司也相继开发出利用超声波对气 体流量计进行现场校准。 （2）国内现状。我国在国家原油大流量计量站和 大庆油田建立了移动标准音速喷嘴装置，可用来在线 检定气体超声流量计、文丘里流量计和标准孔板流量 计等，由于该装置运行成本高，检定费用高昂，所以 目前主要用于在线检定大口径流量计 。 3. 本装置研究的必要性和预期目标： 虽然气体流量计在线检定在我国一些大型管道上 已经实现，但是对于小型企业来说，管道内部压力较 低（低于0.7MPa），现有的装置不能满足低压环 境下测量的要求。 本课题预计完成的技术指标： 测量的介质范围：天然气、空气 流速范围：（0.5~30）m/s 使用压力下限：0.6MPa 扩展不确定度要求现场条件下：1.0% k=2(带有标准直管段时) ，实验室条件：0.5% k=2 二 超声波流量计的测量原理 超声波流量计测量原理 传播速度差法（包括时差法、 频差法、相差法等） 多普勒法 波束偏移法 相关法 噪声法 精确度高，但代价高 方法简单，设备价格 便宜，但准确度低 固体颗粒、悬浮物 流速低时，降低灵敏度 时差法超声波流量计工作原理 A B θ L v D 超声波流量计测量原理示意图 超声波顺流传播时间： 超声波逆流传播时间： 则超声波沿管道顺流和逆流的传播时间差为： 由于cv,得到 D为管道内径； L为超声波传播距离； θ为换能器与超声波波束夹角； V为管道中介质横向速度； 三 现场检定装置的整体设计 现场检定装置原理图 双声道超声波 换能器安装专用座 标准管段 信息采集器 电脑终端 被检流量计 管 网 超声波流量计输出 1 . 标准流量计的安装步骤： 收集现场数据 选择合适的变送器和换 能器安装位置 对安装换能器管道 表面处理 进入安装菜单 收集现场数据 建立现场 输入管道参数 输入管道介质参数 调用换能器安装程序 将换能器与变送器连接 对安装的换能器进行 自检，调节信号 Z型安装方式 V型安装方式 X型安装方式 2 . 换能器安装方式选择 及示意图 换能器在管道上的安装方 式根据换能器之间的相对位置 和夹角的不同可以分为直射式 （Z型）、反射式（V型）和X 型安装方式 。 换能器安装方式的一般原则： 对换能器安装方法的选择原则一般是：当 流体沿管轴平行流动时，选用Z法；当流动方向 与管轴不平行或管路安装地点使换能器安装间 隔受到限制时，采用V法或X法。当流场分布不 均匀而表前直管段又较短时，也可采用多声道 (例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流 量测量误差。另外，Z法安装适合管道内部信号 衰减较大情况下对流量的测量。 3 . 影响超声波测量精度的因素及解决方法 a、换能器安装位置 ： （1）安装点上游直管段要选择大于10D，下游大于5D （D为管道内径） ； （2）上游距气体源的距离应至少有30D； （3）不要将换能器安装在焊缝处等 。 b、直管段长度: （1）不需安装整流器时，多声道超声波流量计上游 的最短直管段长度应10D，下游最短直管段长 度应为5D； （2）如果使用整流器，则整流器的安装位置及相应 的配管长度应根据生厂商提供的安装要求。 c、管道材质及参数： 当管道内压力较低时，使用金属管道容易产生 对超声波信号干扰的噪声，导致换能器不能很好的 发送和接收到超声波信号，通