精準計量新紀元：超聲波流量計賦能雙碳目標
發布時間：2024-11-01 08:56:01
“雙碳行動”是通過調整能源結構，優化能源消費方式以及實施人為固碳措施，實現碳中和目標，需要充分發揮計量標尺的衡量作用，推動技術裝備的升級換代，淘汰高耗能產品，實現綠色低碳轉型。流量計量涉及液氣流量測量，是能源計量和能耗測算的基礎，是國家能源安全重要一環，為節能降耗工作的推進提供數據支撐，如何進一步提升流量計精度成為研究重點。
超聲波流量計是一種用于測量流體流量的設備，這些流體包括但不限于污水、工廠排放液、臟流程液、農業用水、泥漿、礦漿、非凈燃油、原油等。它利用超聲波穩定傳輸的性質，基于時差法、頻率法、互相關法和多普勒法計算流體流速，時差法計算原理簡單、多普勒法計算精度高，是應用最為廣泛的兩種方式。超聲波流量計具有無接觸而高精度的特點，對湍流環境的影響小，在不污染湍流物質的前提下，更由于穩定的聲波傳輸表現出比機械流量計更高的測量精度，是極具潛力的高精度儀器，有望代替現用的機械流量計，推動測量技術向高精度方向不斷發展。
超聲波流量計由于無接觸和瞬時測量的特性，已在大口徑管道測量中廣泛應用，如國外對于超聲波流量測量技術研究起步較早，目前結合CNN、R-U-Net 和 LSTM 等復雜神經網絡算法，進行誤差修正，測量精度高。但在小口徑和高溫環境下，測量精度依舊不高，在高溫下的誤差達到 6%，如何拓展超聲波流量計應用環境，占有更大市場，成為研究重點。國內的超聲波測量技術向提升測量精度不斷發展，從改善測量環境、增加采樣點和優化計算方案 3 方面出發，減小渦旋和二次流和渦旋對流速場的影響，提升測量精度。在應用上，超聲波流量計常用在氣體監測中，且在小口徑和高溫高壓下需謹慎使用，因此進一步提升超聲波測量精度十分重要。
