手持式超声波流量计的使用误差影响因素分析

（1）手持式超声波流量计使用直管段长度

根据仪器要求，直管段标准工况为流量计上、下游分别有管径10倍和5倍以上的管段。在实际的能效测试中往往测试条件达不到标准直管段要求，难以找到理想的测试位置，

将标准工况下的误差定为零，从表3.1分析得知，在上游直管段长度一定的情况下，下游直管段长度变化对流量计的误差影响较小；在下游直管段长度一定的条件下，上游直管段长度的变化对流量计的误差影响较大；当上游管道直管段长度为直径3倍以上、下游直管道长度为管径1倍以上时，相对误差基本在1%以内，可以基本满足现场测试的精度要求。

（2）管道材质使用

超声波流量计在测试前应由测试人员手动录入管道材质。在测试时管道材质参数选择错误会造成传感器探头安装距离L的计算错误，使声束的入射角θ产生误差。如果材质的实际声速小于录入的声速(如将塑料管录入为镀锌钢管)，则测量结果偏大，反之则偏小。材质设置错误严重时甚至会使传感器接收不到信号，使超声波流量计无法读数。

（3）管道内衬使用

在实际测试中发现，管道内衬对超声波流量计的读数有着明显的影响，这主要是因为管道的内衬存在改变了声波的传输速率，因此，测量时应据实准确输入内衬的材料。除此之外，管道内部结垢因导致管壁厚度变化，同样会影响测量准确性。如果管道内壁结垢相对均匀、信号基本正常，可将管道内壁结垢视为内衬，进行一定的补偿，可以减少测量误差。

（4） 管道内液体状态使用

如果管道中的流体为紊流、不满管、混相或者温度太高，都会使测量结果不准确。紊流会导致测量结果不稳定，读数区间较大，无法准确测量管中的液体流速。管道中液体不满管时，其中存在大量气泡，管道中的气泡会反射或衰减超声波信号，给测量带来误差。气泡一般存在于管道的上方，因此传感器一般采用与水平面成45°角位置安装，降低气泡对超声波信号的影响。流体为混相时，其密度很难确定，导致参数设置不正确，仪器或没有示值或示值与真实值相差甚远。

（5） 使用中其他因素

在实际的测试中会发现还有虽影响较小但不可忽略的因素，比如振动噪声、耦合剂类别、传感器安装方法等。

如果流体中存在超声波噪声，且噪声的频率与超声波流量计的工作频率范围一致，那么将使得换能器无法检测并分辨出正常的工作超声脉冲信号，导致流量计发生读数错误或停止计量。因此，在实际检测中应充分考虑周边环境，避免压缩机等各类产生振动的设备对流量计的影响。