近年以來(lái)，各類(lèi)與儀器儀表相關(guān)的測(cè)量技術(shù)不斷發(fā)展，液體超聲波流量計(jì)在其中表現(xiàn)較為突出，液體超聲波流量計(jì)設(shè)備研發(fā)與測(cè)量{**}域在持續(xù)地向縱深發(fā)展，使該技術(shù)在未來(lái)的人類(lèi)生產(chǎn)生活的應(yīng)用有著廣闊的前景，目前液體超聲波流量計(jì)正在逐步替代傳統(tǒng)型的容積式和渦輪式流量計(jì)，成為貿(mào)易交接和過(guò)程測(cè)量的新寵。

一、液體超聲波流量計(jì)工作原理

　　液體超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理是根據(jù)時(shí)差法，即當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)帶上流體的信息，即使往返的聲波信號(hào)的傳播時(shí)間產(chǎn)生微小的變化，時(shí)間的變化正比于流速。多聲道液體超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量不同聲道上的傳播時(shí)間差來(lái)時(shí)間測(cè)量與計(jì)算的。

　　根據(jù)API 5.8章節(jié)中可知，超聲波流量計(jì)不同于傳統(tǒng)的容積式流量計(jì)和渦輪流量計(jì)，其是靠電子芯片間接測(cè)量而對(duì)外發(fā)出計(jì)算脈沖的，此即為人工“制造”出與流量相關(guān)的脈沖（頻率），由于流量脈沖和串行信號(hào)是通過(guò)計(jì)算獲得，因此輸出信號(hào)會(huì)落后于流體的特性，而且經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的處理，脈沖信號(hào)很可能落后于串行數(shù)據(jù)的信號(hào)。

　　超聲波流量計(jì)在其內(nèi)部幾條聲道上進(jìn)行高頻率的時(shí)間差測(cè)量，由于流體流動(dòng)存在的不穩(wěn)定性，任何微小的流量擾動(dòng)和脈動(dòng)都會(huì)被流量計(jì)所檢測(cè)到，從而導(dǎo)致流量計(jì)產(chǎn)生不均勻的脈沖輸出，而這些信息是其他傳統(tǒng)的機(jī)械性流量計(jì)而反應(yīng)不出來(lái)的。

　　而活塞式體積管由于較大尺寸的容積仍遠(yuǎn)小于API的容積推薦值，另外還有活塞式體積管在運(yùn)行過(guò)程中的發(fā)射和回收可以引起流量的明顯擾動(dòng)，因此活塞式體積管不能直接用于標(biāo)定液體超聲波流量計(jì)。

　　綜上所述，由于超聲波流量計(jì)本身的原理及特點(diǎn)存在不均勻的脈沖輸出，所以導(dǎo)致標(biāo)定的體積管容積值巨大，大型的體積管在制造，使用，運(yùn)輸安裝方面存在很多不便之處，尤其是海洋石油受平臺(tái)及油輪上空間及重量的局限性，都嚴(yán)重制約著超聲波流量計(jì)在中海油的發(fā)展及應(yīng)用。

二、液體超聲波流量計(jì)的檢定

　　由上所述，根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)可用球形體積管根據(jù)規(guī)范推薦的容積來(lái)選擇直接標(biāo)定液體超聲波流量計(jì)。但是由于海上條件的限制，不是每個(gè)項(xiàng)目及應(yīng)用都有足夠的空間來(lái)滿(mǎn)足球形體積管，所以要在中海油的業(yè)務(wù)中尋求更新和發(fā)展，必須要有辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

　　目前國(guó)際上的應(yīng)用證明等{**}度傳遞理論即“活塞式體積管 標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法”可以解決超聲波流量計(jì)需要體積管容積大的問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)考慮到量程范圍，推薦用渦輪流量計(jì)。

　　在流量計(jì)量{**}域中有等{**}度傳遞理論，及流量量值傳遞時(shí)只需要滿(mǎn)足計(jì)量學(xué)相關(guān)性基本原則，流量計(jì)在使用時(shí)和檢定時(shí)流量點(diǎn)相同，介質(zhì)相同和使用介質(zhì)的物理特性相同，流量計(jì)檢定和使用時(shí)幾何特性相同，流量計(jì)在檢定和使用過(guò)程中的操作過(guò)程相同，那么流量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的流量單位制將會(huì)等同{**}度傳遞給工作流量計(jì)。

“小容積體積管 標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法”的檢定方法為：

　�。�1）先利用活塞體積管檢定作為中間傳遞的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，在規(guī)定的流量點(diǎn)下，逐點(diǎn)進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量（測(cè)量次數(shù)不少于5次），再進(jìn)行溫度，壓力修正后，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)表在每個(gè)檢定點(diǎn)下的平均儀表系數(shù)和對(duì)應(yīng)的重復(fù)性。標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)檢定得到的重復(fù)性已{**}于0.02%為宜。

　�。�2）在相同的檢定流量計(jì)和檢定條件下，在規(guī)定的時(shí)間段和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)表脈沖數(shù)（通常大于10000個(gè)）內(nèi)同時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)表流量計(jì)和超聲波流量計(jì)的脈沖數(shù)以及當(dāng)時(shí)各處的溫度，壓力數(shù)據(jù)，此時(shí)體積管停止運(yùn)行。

　�。�3）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)表的脈沖數(shù)及儀表系數(shù)及當(dāng)時(shí)的溫度，壓力，計(jì)算出流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)表的流體體積。

　�。�4）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)表的流體體積及超聲波流量計(jì)處的溫度，壓力可以得出超聲波流量計(jì)在每一個(gè)檢定點(diǎn)下的平均儀表系數(shù)和對(duì)應(yīng)的重復(fù)性。

　　目前“小容積體積管 標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法”是液體超聲波流量計(jì)的主要檢定方法，國(guó)外主要的技術(shù)機(jī)構(gòu)都采用本方法，并且主流的流量計(jì)算機(jī)，例如S600 ，OMNI等都在控制程序中都支持該檢定方法。

　　小容積體積管 標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的檢定方法符合JJG1030-2007超聲波流量計(jì)檢定規(guī)程中關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)在線檢定的技術(shù)要求，可以對(duì)使用中的超聲波流量計(jì)的進(jìn)行檢定和檢驗(yàn)。