[發明專利]一種超聲波流量計誤差評價及修正方法

在審

• 申請號: 202310629679.X
• 申請日: 2023-05-31
• 公開（公告）號: CN116659628A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 韓卓;張向農;孫鵬程;范路;李丹丹;焦云強;張杰;張曉菡;劉心穎;張歡歡
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司
• 主分類號: G01F25/10
• 分類號: G01F25/10
• 代理公司: 北京中慧創科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11721
• 代理人: 由元

本發明提供了一種超聲波流量計誤差評價及修正方法，所述方法包括(1)建立管道模型；(2)進行流速誤差評價；(3)建立超聲波流量計測量誤差修正模型；(4)輸出修正后的超聲波流量計流量誤差。本發明給出非標準測試條件相對標準測試條件下的流速校正系數，可用于用水管網中非標準測試條件下超聲波流量計測量場合，此時不需要提供足夠長的直管段，對空間和成本要求低，通過提供的誤差修正模型可使流量計測量誤差處于±0.5％以內，準確度高。本發明提供的超聲波流量計誤差評價以及修正方法不受超聲波流量計安裝方式以及阻流件類型的影響，適用條件廣。

技術領域

本申請屬于管道流量測量技術領域，尤其涉及一種超聲波流量計誤差評價及修正方法。

背景技術

水平衡測試是節水優化分析的基礎環節，為探索有效節水途徑、制定針對性節水措施、提高設備設施用水效率提供重要依據。目前水平衡測試時普遍采用超聲波流量計測量法進行流量測試，超聲波流量計具有壓損小、測量精確度高、不干擾被測介質等優點，但當管道中存在彎管、閥門、泵等阻流件時，會對流體流動產生干擾，流動出現各種流型變化，如二次流擾流，非對稱的流場分布和流速徑向分量使超聲波傳播的方向和速度都產生變化進而影響流量計量精度。為提高測量準確性，通常采用的方法包括：

(1)采用嚴格的標準測試條件，要求現場測點具有足夠長的直管段、流向水平或自下而上等嚴格的標準測試條件，以保證流體流動狀態盡量不受影響。而煉化企業80％以上的測點不符合以上標準測試條件，這種方法對于空間和成本要求高、不適用于實際應用場景。

(2)由于標準測試條件的局限性，加裝整流器成為比較有效的手段。由于整流器的形狀結構、安裝方式直接影響整流器的工作性能，因而工程應用中的整流器經常需針對特定的場合進行設計，因此造成流動調整器結構及性能參差不齊。此外，不合理的形狀結構、不規范的安裝方式會導致整流器下游流場紊亂，達不到整流效果。

(3)采用多聲道超聲波流量計進行測量，更好地適應流場形態變化，提高測量精度。然而對于小管徑超聲波流量計，由于空間的限制，采用多聲道方案較為困難，大多數只能采用單聲道布局。

目前，針對廣泛應用的單聲道布局超聲波流量計的誤差修正技術尚未發現相關報道。現有技術主要針對管道內流速分布、誤差影響規律進行探討。

申請內容

為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明針對現有技術存在的問題，提出一種針對非標準測試條件下的超聲波流量計誤差評價及修正方法，該方法能夠利用基于python的機理模型建立與有限元模型建立相結合的技術快速建立管道模型，能夠適用管道中存在彎管、閥門、泵等復雜阻流件時的場合，實現超聲波流量計測量誤差的快速且準確地評價以及修正，從而提高流量測量的準確度。

本發明提出一種超聲波流量計誤差評價及修正方法，其改進之處在于，所述方法包括

(1)建立管道模型；

(2)進行流速誤差評價；

(3)建立超聲波流量計測量誤差修正模型；

(4)輸出修正后的超聲波流量計流量誤差。

優選的，所述步驟(1)包括

基于python的機理模型與有限元模型建立管道模型，其中，所述機理模型獲取阻流件的流動特性，所述有限元模型包括阻流件和管道。

優選的，所述步驟(2)包括

2-1獲取超聲波傳播路徑上沿流體流動方向的平均速度和流體恢復到充分發展狀態的速度穩定值，并根據超聲波流量計未修正的誤差計算公式計算得到超聲波流量計流速誤差；

2-2改變超聲波流量計所在位置，獲取超聲波流量計測量的多個數據點；