超声波流量计主机与探头原理探讨  五十一

超声波流量计相对误差的特点：

①相对误差具有大小和符号，其量纲为1，一般用百分数来表示。

②相对误差常用来衡量测量的相对准确程度。

6.1.2 误差产生因素

由时差法超声波流量计的测量原理我们可以知道，声束进入流体介质的折射角、流体的流速和纯净度以及管径、传播延时、系统硬件的性能等都会给测量带来或多或少的误差。

⑴声束进入流体介质的折射角

这里所说的折射角是超声波信号在流体中行进方向与管壁法线之间的夹角 。当管壁材料、被测流体的声学特性确定时， 角只取决于换能器的安装角度。实际换能器的安装角度同名义值之间的偏差取决于换能器的制造工艺水平，只能控制在一定的允许误差范围内。另一方面，换能器是成对使用的，而每个换能器的安装角度偏差的大小、方向以及声阻抗也各不相同，换能器沿顺、逆流方向的安装还可以互换，因此声速入射角的偏差对测量结果的影响是不可避免的。

对于夹装式超声波流量计，超声波在被测流体中的声速v 与sin2 成反比。如果超声波经过换能器、管壁后进入流体的折射角 为45°，1°的测量误差会使流速的测量产生0.06％的偏差，而 为30°时则会产生1.95％。所以，要减小此类误差，就必须对超声波换能器进行精确的安装，选择合适的入射角度。

⑵管径

由流体流速计算公式我们可以看到，声速v 与管道的直径d 成正比，而且，对管道中的流体来说，流体流量与管径的三次方成正比，因此，对它进行测量产生的1％的误差将使流速的计算产生1％的误差，使流体流量的计算产生3％的误差。所以，在实际测量中，应采用精度较高的仪器对其进行测量，以减小由于管径测量误差对流量计算的影响。

超声波流量计