流體在測量管內(nèi)流動,,現(xiàn)場管道和介質(zhì)情況各不相同,,所以速度分布形成的流態(tài)也各有不同,。典型的流態(tài)分布可分為紊流層和層流層,。而實(shí)際情況更為負(fù)雜,,還有不少情況屬于湍流層和層流層的中間狀態(tài)過渡層。
研究表明:相同流量當(dāng)流態(tài)分別為層流或紊流時,,對于采用單聲道USF,兩者引入大測量誤差可達(dá)到30%,。雖然大多數(shù)單聲道USF都具有自動校正流速分布影響技術(shù),,但實(shí)際精度大都在2-5%F.S之間。一般說來聲道數(shù)愈高,,精度愈高,。多年前的研究結(jié)果已證明增加聲道的數(shù)量可以提高測量的精度。現(xiàn)在市場上的雙聲道USF測量誤差為0.5%M.V,,三聲道0.3%M.V和五聲道的精度可達(dá)到0.15%M.V,。
為減少流態(tài)變化對測量結(jié)果的影響,單靠增加聲道數(shù)是不夠的,。聲道的合理布置是提高精度的關(guān)鍵,,這需要混合邏輯算法作為基礎(chǔ),也是各相關(guān)制造商的專利所在,。如五聲道超聲波作類似斷層狀掃描可覆蓋整個流速分布,,所以不管流態(tài)的實(shí)際分布如何,USF的精度均可達(dá)到0.15%,。另外一種方法是多次反射式,它的特點(diǎn)在于多次反射造成聲道也相應(yīng)延長,,從而易于后位電子線路處理,對于小口徑的瞬時分辨率要求相應(yīng)減低,。
多反射式超聲波流量計(jì)以螺旋狀路徑(發(fā)射換能器→1→2→3→4→5→接收換能器)掃描測量管流通空間,。這樣可以提高測量精度,,減少流速分布畸變影響。流量測量范圍可以從層流開始,,可測液體大流速為10m/s,。范圍度在25:1時誤差≤±0.5%M.V;范圍度在100:1時則≤±1%M.V,。這種方案的測量精度高,,對轉(zhuǎn)換器的要求也較低,但也存在不足,。如被測介質(zhì)為易固化介質(zhì),,當(dāng)超聲波以管壁作為反射面時,管壁有沉積物時反射會比一般情況要多加上多次反射后超聲波的強(qiáng)度就不足以保證測量信號穩(wěn)定,。