超聲波流量計因其有高準(zhǔn)確度、無壓力損失、抗干擾能力強(qiáng)、對介質(zhì)要求低、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、重復(fù)性好以及寬量程等優(yōu)點(diǎn)，廣泛在石油、化工、電力、冶金等行業(yè)使用。但在實際應(yīng)用中，由于管道條件和安裝過程的不確定性，以及測量介質(zhì)的溫度壓力發(fā)生變化，都會增大超聲波流量計的測量誤差，最大甚至達(dá)到3%左右，不能達(dá)到使用要求，超聲波流量計的安裝引入的誤差和測流速誤差是影響準(zhǔn)確度的主要原因，需要在現(xiàn)場條件下采用相應(yīng)的措施來提高便攜式超聲波流量計的測量精度。
根據(jù)時差法的超聲波流量計的原理可知，準(zhǔn)確度影響因素有傳播時間間隔的測量精度，超聲波換能器的安裝精度和流體的狀態(tài)等。對于熱工水利試驗中使用的超聲波流量計，傳播時間間隔的測量精度需要流量計本身進(jìn)行優(yōu)化，而換能器的精確安裝和流體的狀態(tài)影響流量計最終的測量精度。因此，超聲波流量計在現(xiàn)場安裝完成后，進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)以確定流量計是否能滿足測量要求，同時對采集到的超聲波流量采用最小二乘法進(jìn)行信號處理以提高測量精度。
超聲波流量計在使用前送到計量檢定單位按照超聲波流量計檢定規(guī)程進(jìn)行校準(zhǔn)，并修正流量計系數(shù)。但由于超聲波流量計本身的測量準(zhǔn)確度受測量管道大小，內(nèi)壁潔凈狀態(tài)，安裝條件及過程，測量介質(zhì)及介質(zhì)狀態(tài)等多因素的影響，因此，設(shè)計一種能夠在現(xiàn)場進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置以確保超聲波流量計的現(xiàn)場安裝滿足測量要求。
具體方法是在需要進(jìn)行超聲波流量計的管道上設(shè)計一個測量罐，測量罐的容積與流量計待測流量相匹配，測量裝置如圖1所示。校準(zhǔn)試驗主要參考《JJG 1030－2007超聲流量計》檢定規(guī)程，開展超聲波流量計的現(xiàn)場校準(zhǔn)。
將測量罐容積的變化視為標(biāo)準(zhǔn)器，校準(zhǔn)超聲波流量計的流量。測量罐容積的變化可通過安裝在測量罐上的水位差壓變送器計算得到，差壓變送器選用精度為0.1級。標(biāo)定前按照工況條件參數(shù)確定換能器的安裝距離，完成規(guī)范安裝后進(jìn)行校準(zhǔn)工作。
現(xiàn)場校準(zhǔn)結(jié)果如表2所示。從表中可以看出，外夾式超聲波流量計測量的流量標(biāo)定結(jié)果不超過±1%，表明超聲波流量計安裝合理。需要說明的是如果現(xiàn)場標(biāo)定結(jié)果偏差較大，則檢查超聲波流量計安裝是否合理，并核對管道參數(shù)和介質(zhì)狀態(tài)是否準(zhǔn)確。
