超聲波流量計憑借其具有非接觸式測量、無額外壓力損失、不受管道直徑限制等優(yōu)勢，被廣泛用于水利、電力、石油和化工等領(lǐng)域。超聲波流量計按照通道的數(shù)量多少，可分為單聲道、兩聲道和多聲道。與單聲道、兩聲道超聲波流量計比較，多聲道超聲波流量計對流態(tài)分布變化的適應(yīng)能力更強(qiáng)、測量準(zhǔn)確度也更高，適用于大孔徑管道，以及流態(tài)分布復(fù)雜的管道。因此，核電站主給水管路選擇多聲道超聲波流量計進(jìn)行流量測量。
近年來，科研人員對超聲波流量計的研究工作多集中在流量積分方法、多聲道換能器布置方式和換能器探頭安裝位置等，而高溫高壓對超聲波流量計計量性能的影響尚未見報道。溫度、壓力對于超聲波流量計的影響反映在密度、粘度、表體結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中表體結(jié)構(gòu)參數(shù)的測量準(zhǔn)確度是影響流量計本身的測量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素之一。國內(nèi)尚無高溫高壓水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，無法在高溫高壓下對流量計進(jìn)行標(biāo)定，測量精度無法得到保證。有限元分析是基于結(jié)構(gòu)力學(xué)分析迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計算方法，廣泛應(yīng)用于求解熱傳導(dǎo)、電磁場、流體力學(xué)等連續(xù)性問題。
因此，本研究以內(nèi)徑393.5mm、雙側(cè)8聲道液體超聲波流量計為研究對象，利用有限元分析與高溫高壓靜態(tài)實驗相結(jié)合的方法揭示溫度壓力對表體結(jié)構(gòu)參數(shù)變形量的影響規(guī)律及程度。該研究工作對提高高溫高壓下超聲波流量計的測量精度具有重要意義。
本文以內(nèi)徑393.5mm、雙側(cè)8聲道液體超聲波流量計為研究對象，利用高溫高壓靜態(tài)實驗與有限元分析相結(jié)合的方法，研究了溫度壓力對表體結(jié)構(gòu)參數(shù)變形量及測量精度的影響，得出如下結(jié)論：
（1）本研究設(shè)計的高溫高壓靜態(tài)實驗裝置具有較高的變形量測量精度和測量穩(wěn)定性，在無高溫高壓水流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的情況下，對提高超聲波流量計在高溫高壓狀態(tài)的測量精度具有積極作用；
（2）溫度是影響表體結(jié)構(gòu)參數(shù)變形的主要因素，壓力影響可以忽略，表體結(jié)構(gòu)參數(shù)變形量與溫度之間呈線性關(guān)系，隨溫度的升高而增大；
（3）在P=7.8 MPa，工況下，超聲波流量計結(jié)構(gòu)參數(shù)變形量引入的誤差為0.64%，無法滿足核電站主給水流量測量誤差為0.3%的要求。
