超聲波水表內芯結構與安裝環境的影響

超聲波水表憑借其計量精度高、范圍廣、壓損小等優點，廣泛應用于油氣輸送、化工冶金、家庭用水等領域。超聲波水表目前以時差法流量測量最受青睞，然而時差式水表應用于小管徑時存在聲程短、時差采集困難等缺點，眾多學者通過改變換能器的布置方式以延長聲程，其中U型布置方式應用最為廣泛，其超聲波信號衰減低、聲程長、時差易采集、計量精度高。

流場的不穩定性是影響超聲波計量精度的主要因素，水表內芯結構與安裝環境是產生流場不穩定性的主要原因。對于水表內芯，U型布置方式的反射片對流場擾動較大。劉永輝、杜廣生等研究結果發現增大反射裝置的面積與間距、減小縮頸管內徑可提高抗擾流能力；但實際使用過程中，水表前端常與彎管、閥門等擾流件連接，導致速度分布發生畸變從而影響測量精度，相關學者驗證了彎管對超聲波水表的影響。為了保證計量精度，普通水表要求水表前、后各加10倍、5倍內徑的直管段(U10D5)，以消除擾流影響，但受到安裝空間受限，許多情況下無法實現 U10D5 的安裝條件。

為解決這一問題，部分學者通過增加整流器、改變流道結構等方式實現表前、表后無需安裝直管段(U0D0)的安裝環境。付濤等設計了一種整流式反射裝置，可實現U0D0的彎管安裝環境，但壓損損失較大；張力新則通過改變縮頸管形狀實現U0D0的彎管安裝環境，且壓損較低。