近年來(lái)隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和超聲換能器技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了 口徑在DN80及以下口徑的氣體超聲流量計(jì)，其聲道數(shù) 量、通道布置等技術(shù)設(shè)計(jì)各不相同。在理論上這些小口徑超聲流量計(jì)指標(biāo)均不遜色于大口徑氣體超聲流量計(jì)的性能指標(biāo)，可以有 效應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜工況條件。但是由于聲道布置、換能器探頭技術(shù)等原因，在較小的管道內(nèi)徑中氣體超聲流量計(jì)實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量要比 在大口徑條件下實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量的難度大，小口徑氣體超聲流量計(jì)在實(shí)流測(cè)試中性能指標(biāo)能否達(dá)到其理論宣稱的一致，其不同的聲 道數(shù)量和通道布置是否具有理論上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還有待實(shí)驗(yàn)室測(cè)試證實(shí)。

1.基本情況

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)主流氣體超聲流量計(jì)廠家的調(diào)研比 較，并通過(guò)調(diào)查成都分站的小口徑氣體超聲流量計(jì)實(shí) 流檢定數(shù)量，篩選出目前國(guó)內(nèi)站場(chǎng)上使用情況最多的 5個(gè)廠家9臺(tái)不同規(guī)格型號(hào)的小口徑氣體超聲流量計(jì) 參與項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表1。

2.性能測(cè)試方案

第一步性能測(cè)試將使用成都分站的臨界流文丘 里噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)選定的流量計(jì)的相對(duì)示值誤差、重 復(fù)性等逐一進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)壓力范圍（1.0~1.5)MPa， 上游直管段大于100D，下游直管段大于50D的理想 流場(chǎng)狀態(tài)下，測(cè)試流量計(jì)進(jìn)行多點(diǎn)修正后其性能指標(biāo) 的變化；

第二步測(cè)試將使用成都分站的臨界流文丘里噴 嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)選定的流量計(jì)在匯管為阻流件條件下 進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)壓力范圍（1.0~1.5)MPa,在流量計(jì)上 游5D處加裝匯管為阻流件條件下進(jìn)行測(cè)試，然后在 上游5D處加裝32孔板式流動(dòng)調(diào)整器改善流態(tài)再進(jìn) 行測(cè)試，見(jiàn)表2。

3.小口徑氣體超聲流量計(jì)的性能影響 測(cè)試結(jié)果

理想流態(tài)下，修正后的DN80小口徑氣體超聲流 量計(jì)4聲道和6聲道并沒(méi)有明顯的性能差距，僅就測(cè)試的個(gè)體表的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，無(wú)論DN80小口徑氣體 超聲流量計(jì)采用的是4聲道和6聲道，其在理想流態(tài) 下的性能測(cè)試數(shù)據(jù)都是滿足現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量準(zhǔn)確度要求的 見(jiàn)圖1。

理想流態(tài)下，修正后的DN50兩聲道小口徑氣體 超聲流量計(jì)在理想流態(tài)下的性能測(cè)試數(shù)據(jù)都是滿足 現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量準(zhǔn)確度要求的，見(jiàn)圖2。

在流量計(jì)上游5D處加裝匯管干擾進(jìn)行測(cè)試，然 后在上游加裝32孔板式流動(dòng)調(diào)整器改善流態(tài)再進(jìn)行 測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)4聲道的DN80 口徑的氣體超聲 流量計(jì)的相對(duì)示值誤差要明顯優(yōu)于2聲道的DN50 口 徑的氣體超聲流量計(jì)，同等DN80 口徑的氣體超聲流 量計(jì)6聲道的相對(duì)示值誤差較之于4聲道并無(wú)明顯優(yōu) 勢(shì)，見(jiàn)表3。

4.結(jié)論與建議

各廠家的小口徑氣體超聲流量計(jì)在置入修正 系數(shù)后均能顯著降低流量計(jì)的相對(duì)示值誤差，其基本 性能均滿足分界流量值qt上相對(duì)示值誤差優(yōu)于 0.7%，重復(fù)性優(yōu)于0.2%的技術(shù)指標(biāo)，但建議小口徑氣 體超聲流量計(jì)在用于現(xiàn)場(chǎng)貿(mào)易計(jì)量前必須經(jīng)過(guò)實(shí)流 檢定并進(jìn)行修正后驗(yàn)證點(diǎn)測(cè)試；

在本次測(cè)試中，在理想流態(tài)下，無(wú)論是口徑為 DN80的4聲道超聲流量計(jì)或6聲道超聲流量計(jì)，還是 DN50的2聲道超聲流量計(jì)，其性能均滿足貿(mào)易交接 計(jì)量準(zhǔn)確度要求。但在上游存在嚴(yán)重流態(tài)干擾的情 況下，4聲道的DN80 口徑的氣體超聲流量計(jì)的測(cè)試 表現(xiàn)要明顯優(yōu)于2聲道的DN50口徑的氣體超聲流量 計(jì)，同等DN80 口徑的氣體超聲流量計(jì)6聲道較之于4 聲道并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)；

在本次測(cè)試中，在上游5D處加裝32孔的板 式流動(dòng)調(diào)整器對(duì)于各廠家的DN80超聲流量計(jì)而言均 有一定的流態(tài)改善作用，其相對(duì)示值誤差會(huì)明顯變 小；而加裝32孔的板式流動(dòng)調(diào)整器對(duì)于各廠家的 DN50超聲流量計(jì)而言沒(méi)有明顯的流態(tài)改善作用，無(wú) 法使相對(duì)示值誤差明顯優(yōu)化；

在本次測(cè)試中，U型超聲流量計(jì)較同等口徑的 直通型超聲流量計(jì)而言耐匯管干擾、流態(tài)變化的能力 要強(qiáng)，但達(dá)不到廠家宣稱不需要上游直管段的程度，當(dāng)

上游流態(tài)不穩(wěn)定時(shí)同樣會(huì)造成測(cè)試數(shù)據(jù)顯著變化；

不同廠家的小口徑超聲流量計(jì)在修正合格后 均能用于貿(mào)易計(jì)量，但在面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法克服的復(fù)雜流 態(tài)影響時(shí)，如果場(chǎng)地條件可以滿足的情況下，最佳解 決方法依然是保證上游直管段長(zhǎng)度，其次是選擇性能 更優(yōu)秀，更能耐受復(fù)雜流態(tài)干擾的流量計(jì)，最后是在 上游安裝流動(dòng)調(diào)整器調(diào)整流態(tài)干擾；

由于成都分站在超聲流量計(jì)測(cè)試各種小口徑 氣體超聲流量計(jì)時(shí)間較短，選擇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的超聲流量 計(jì)數(shù)量太少，無(wú)法形成足夠的統(tǒng)計(jì)規(guī)模，對(duì)于一些偶 然性和異常情況可能估計(jì)不夠；

對(duì)于聲道數(shù)量、聲道布置方式對(duì)于小口徑超 聲流量計(jì)計(jì)量性能的影響研究還很不足，比如在選擇 阻流件干擾測(cè)試時(shí)，鑒于各種原因只選擇了匯管干擾 測(cè)試，而加裝32孔的板式流動(dòng)調(diào)整器時(shí)，位置選擇由 于現(xiàn)場(chǎng)工藝條件限制，只安裝在上游5D處，這些限制 條件導(dǎo)致本次測(cè)試代表性不足。

成都分站在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)展了小口徑氣體超 聲超聲流量計(jì)性能測(cè)試的研究，取得的一些初步的數(shù) 據(jù)和結(jié)論，但由于時(shí)間和一些客觀條件上的局限，目 前的研究還相當(dāng)不徹底，對(duì)此特提出下一步開(kāi)展工作 的建議：

(1)選擇更多的阻流件來(lái)進(jìn)行流態(tài)影響測(cè)試，考 察已有的小口徑氣體超聲超聲流量計(jì)對(duì)復(fù)雜流態(tài)的影響反應(yīng)程度；

（2）將板式流動(dòng)調(diào)整器加裝到上游10D處，考察 板式流動(dòng)調(diào)整器在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝位置對(duì)復(fù)雜流態(tài)干 擾的流態(tài)調(diào)整效果；

（3）選擇一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)貿(mào)易交接站場(chǎng)，實(shí)際的進(jìn)行一 個(gè)較長(zhǎng)時(shí)段的計(jì)量測(cè)試，考察小口徑氣體超聲流量計(jì) 在現(xiàn)場(chǎng)變化工況條件下(壓力波動(dòng)、流量變化等)的適 用性研究。