G2.5超声波燃气表的仿真与实验研究

王舒文，李中阳，金文胜，陈维厅，徐晓丹，赵伟国

(1. 中国计量大学，浙江杭州 310018；2. 浙江苍南仪表集团股份有限公司，浙江温州 325800)

0 引 言

燃气作为国家重要的绿色能源，是国家和城市基础设施的重要组成部分。燃气表是计量燃气流量的重要工具，是衡量整体用气量的重要仪器，在整个燃气供应产业链中拥有无可替代的地位。目前市场上的主流燃气表为传统的膜式燃气表，该测量原理为容积式流量测量方法，存在具有可动部件、压损大、生产装配复杂、人力成本较大等缺点。超声波流量测量方法与传统容积式流量测量方法相比，具有准确度高、重复性好、无可动部件、压损小等优点，已经广泛应用于一些高压、大流量计量领域[1-3]。

在家用燃气测量领域中我国起步较晚，2015年制定发布了《超声波燃气表》(CJ/T 477——2015)，2016年启动编制国家标准[4]。在国外，超声波燃气表已经普遍使用在德国、意大利、日本。在超声波传感器安装、声道设计方面，多声道组合可以提高流场适应性，不同换能器位置会影响流场，不同流速剖面偏差不同[5]；对于时差法超声流量测量电路及信号处理方法已进行深入研究[6]。信号处理方面最新的研究方法有动态阈值调整法[7]、相关法[8]等。但是由于燃气压力小、流量变化大、流速低，现有的信号处理较难解决小流量测量，导致的超声波测量精度低的问题。

针对以上问题，本文从流道仿真入手，设计了两种不同的超声燃气基表，并对两种模型进行数值仿真计算，以解决超声波在燃气流量测量中的小流量问题。……