相關流量計的概述
一、相關流量計的定義
基于隨機過程的相關理論,運用相關處理技術,將管道內部被測流體的隨機流動噪聲信號的“總體”傳遞速度識別(提取)出來,進而確定被測流體流動速度的一種流量測量方
法,實現(xiàn)此方法的流量測量裝置統(tǒng)稱為相關流量計。
二、相關流量計的特點
與其他流量測量技術相比較,相關流量測量技術具有以下突出的優(yōu)點。
①它可直接利用被測流體內部存在的流動噪聲。例如,單相流體內部“旋渦”結構(頻率、尺寸等)隨流體流動所產生的隨機波動,雙相流體中離散相顆粒的尺寸及其在空間的分布隨流體流動而發(fā)生的隨機變化等,都可以在傳感器中引起電學的或聲學的信號調制作用。對上、下游信號作相關處理后,即可提取出流速信號,而無需再在被測流體中投入任何示蹤物。
②對于不同測量對象(如單相流動的氣體或液體;氣一固、氣一液或液一固兩相流體等),只需根據(jù)被測流體的物理、化學特性,選擇合適的傳感器就可以獲取流動噪聲信號,而相關流量測量系統(tǒng)的主體不用或很少改動即可實現(xiàn)測量要求,因此它具有很強的適應性。
③相關流量計的測量結果與被測流體參數(shù)(如溫度、壓力等)的變化基本無關。
④相關流量計可以做到無任何活動部件,可實現(xiàn)非接融或非侵入測量,可勝任困難條件下的流量測量。
⑤與濃度或密度傳感器配合,可實現(xiàn)多相流體中各組分質量流量的測量。
實踐證明,相關流量測量技術是一項很有前途的技術,它為解決困難條件下的流量測量問題,特別是為解決雙相或多相(多組分)流體的流量測量問題提供了一個重要的技術手段。
三、相關流量計的局限性
目前相關流量計還有一些局限性有待完善。
(1)測量精確度不高根據(jù)互相關函數(shù)的峰值位置來確定流動噪聲信號在上、下游傳感器之間的傳遞時間r,進一步求得流速時,上、下游信號通道特性的不一致和互相關運算中平均時間有限是引起r的測量誤差的兩個主要原因。目前,相關流量計的流速測量精確度可以達到土2%左右。
(2)%的物理意義尚待進一步探討相關速度ve與被測流體的平均流速%。之間的關系與許多因素有關。由于流動噪聲現(xiàn)象的隨機性,很難根據(jù)單純的理論計算來確定它們的關系。
(3)標定工作較為困難 目前尚無標準化的校驗裝置和校驗方法。
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