多声道超声流量计的延时补偿及定时误差

刘艳萍，王献勇，赵连环

(1．河北工业大学信息工程学院，天津　300401；2．唐山世佳电子有限公司3，河北唐山　063000)

0　引言

多声道超声流量计具有计量精度高、对管径的适应性强、无压力损失等优点，多声道布置方式改善了单声道布置在非理想流场下测量精度相对较低的缺点，提升了计量精度，并且增强了对流速波动的抗干扰能力[1]。可用于大管径测量，解决了流体流速分布对测量精度的影响，具有较高精度[2]。

通过多声道超声流量计不同的弦向声道长度，在静水状态下，可以计算出硬件电路和超声换能器以及算法原理上的平均延时，用以补偿测量的平均传输时间，提高时间测量精度。在常态测量状态下，计算各个弦向声道的定时误差，判断其是否出现跳峰等错误，而进一步修正测量时间。

1　超声波测量原理

时差法原理[3]如图1所示，流体的速度为v，超声波在静止流体中的速度为c，管径为D，发射角度为θ，tU、tD为正逆程传播时间。

图1　速度差法原理图

顺流时超声波在流体中的传播速度为：

(1)

逆流时超声波在流体中的传播速度

(2)

两式相减，并考虑到Δt=tD-tU，可以得到

(3)

2　多声道流量计的原理

2．1四声道流量计的声道分布

多声道超声波换能器分布在测量管段的不同流层，大多数采用偶数声道的布置方式，可以更好地反映流体流速分布的对称性。有多种多声道超声流量计的声道布置方式，包括平行方式、对角方式和网络方式等[4]。文中采用四声道平行声道布置方式的多声道超声流量计，分布方式如图2所示。……