超音波氣體流量檢測研究

超音波氣體流量的檢測是近10年發展起來的一種新的氣體流量檢測方法。隨著城市煤氣、天然氣套用的逐步普及，特別是國家西氣東輸重大戰略決策的逐步實施，超音波氣體流量的檢測日益受到人們的關注。 用超音波測量氣體流量雖然從原理上講比較簡單，可以通過測量超音波在管道內順、逆向傳播時的聲時或聲速計算得到流量，但由於流量測量現場的複雜性，各種因素如流場分布的變化、管道表面粗糙度的變化等都會引起流量測量的誤差，因此到目前為止還有很多實用的問題還沒有得到很好的解決。為此，本文從實際套用的角度出發，對超音波氣體流量的檢測進行了分析和研究。

影響因素

(1)超音波氣體流量測量原理及影響因素分析。主要分析了速差法超音波氣體流量測量的原理及流量計的動力校正因子，並對影響流量測量精度的各種因素及提高測量精度的方法作了全面的討論。
(2)非對稱流場分布對流量測量影響分析。用計算機數值計算的方法，計算分析了流場不對稱分布對各種不同換能器安裝方式的單通道和多通道流量計的測量可能帶來的影響。
(3)管道表面粗糙度變化對流量測量影響分析。研究了在考慮管道表面粗糙度情況下的沿程阻力係數及紊流速度分布模型。並用計算機數值分析的方法，計算分析了管壁粗糙度變化對不同口徑流量計引起的附加測量誤差。
(4)超聲測量數據的自檢及小波神經網路處理。研究了流量計套用過程中超聲測量數據的自檢或預處理方法；分析了用於超音波流量計非線性校正的小波神經網路的原理、具體的網路構造算法及結果。
(5)超音波氣體流量計的實現及精度分析。介紹了研製的速差法超音波氣體流量計系統的結構、工作原理及提高測時精度的方法。並對儀器的聲時測量精度及流量測量精度作了進一步的分析。
(6)超音波氣體流量計的標定。介紹了用長頸噴嘴和渦輪流量計作為標準器的超音波氣體流量計標定系統的原理、標定過程及結果。