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气体流量计的原理及气体的分辨及检测技术

    由于发电机定子线圈水路堵塞而引起发电设备损坏的重大事故屡有发生，经济损失巨大。为保证发电设备的安全、经济、稳定运行，国家电网公司印发的（2000）589号文，《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中强调了发电机检修中，必须进行各定子线棒的水流量测试。以往，在机组大修过程中，人工拆开发电机的绝缘引水管与汇水管的接管头，用量杯测量单位时间内的水的流量，这种测量方法需要拆开发电机端部几十根绝缘引水管，不仅耗时耗力，影响检修工期，而且由于对原先良好的手包绝缘重新拆开再包裹，往往会损坏密封和绝缘，带来新的事故隐患。气体流量测量具有得天独厚的优点：无需拆开被测的绝缘引水管，无机械损伤，无压力损失，管外测量时不接触被测流体；可以在发电机大修时测量与正常运行时相同条件下各个绝缘引水管的水流量，较真实地反映水管的实际流量。

一、气体流量计测量原理

1.1时差法原理

    时差法测量流体流量的原理如图1所示。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点，测量它的页流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值，从而计算流体流动的速度和流量。

    设静止流体中声速为c，流体流动速度为ν，把一组换能器A1、A2安装在管子的两侧，两换能器轴向距离为d，其连线与管渠轴线安装成角，换能器的距离为L。

    从A1到A2顺流发射时，声波的传播时间t1为：

1.2气体的分辨及检测技术原理

    气体在液体中传播，受管道材质、壁厚、管径及流体的影响，当从管道一侧传播到另一侧时，信号不可避免的衰减，发生形变。同时现场的电噪声、电磁干扰等干扰信号与气体信号一起被气体流量计的换能器所接收，这样，准确的分辨和检测气体信号便成为气体流量计的关键技术。一般气体流量计采用跟踪声波最大峰值来检测声波信号并进行流量测量。在气体流量计初始化时，气体流量计根据从换能器接受到的信号给出流体中声速的参考值，如果这个参考值与声波在该流体当前温度下传播速度接近（如对20℃下纯净水中声速大约为1480m/s，50℃下纯净水中声速大约为1530m/s），表示此换能器接受的是正确的、所需的气体信号;如果参考值与实际声速相差较远，说明此时换能器接受的可能是干扰信号，需要人工的输入实际声速，重新初始化，使换能器在2L/c时间间隔附近搜索气体信号。实际证明，当气体给出的参考声速与实际声速接近时，测量数据很快能达到稳定点，精度较高。