超声波水表内芯结构与安装环境的影响

超声波水表凭借其计量精度高、范围广、压损小等优点，广泛应用于油气输送、化工冶金、家庭用水等领域。超声波水表目前以时差法流量测量最受青睐，然而时差式水表应用于小管径时存在声程短、时差采集困难等缺点，众多学者通过改变换能器的布置方式以延长声程，其中U型布置方式应用最为广泛，其超声波信号衰减低、声程长、时差易采集、计量精度高。

流场的不稳定性是影响超声波计量精度的主要因素，水表内芯结构与安装环境是产生流场不稳定性的主要原因。对于水表内芯，U型布置方式的反射片对流场扰动较大。刘永辉、杜广生等研究结果发现增大反射装置的面积与间距、减小缩颈管内径可提高抗扰流能力；但实际使用过程中，水表前端常与弯管、阀门等扰流件连接，导致速度分布发生畸变从而影响测量精度，相关学者验证了弯管对超声波水表的影响。为了保证计量精度，普通水表要求水表前、后各加10倍、5倍内径的直管段(U10D5)，以消除扰流影响，但受到安装空间受限，许多情况下无法实现 U10D5 的安装条件。

为解决这一问题，部分学者通过增加整流器、改变流道结构等方式实现表前、表后无需安装直管段(U0D0)的安装环境。付涛等设计了一种整流式反射装置，可实现U0D0的弯管安装环境，但压损损失较大；张力新则通过改变缩颈管形状实现U0D0的弯管安装环境，且压损较低。