油田注水流量计多为大口径流量仪表,其普遍存在拆卸困难、无备用仪表、无旁路检定管路、离线检定成本高等问题。为此,本文设计了一套利用便携式超声流量计作为标准表的大口径水流量计在线检定系统。论文的主要工作和研究成果如下:从影响超声流量计测量精度的几何因素和流场因素入手,完成了超声流量计自校准,提升了超声流量计在非理想条件下的测量精度。其主要包括:(1)采取在工况现场加装标准管段、定位标识的方法来避免管壁材质、管道壁厚、探头位置等几何因素对测量精度的影响。(2)通过对超声流量计在上游不同阻流件作用下的计量特性进行了理论分析、CFD仿真和实验研究,明确了测量误差同入口流量、管径、声道安装方式以及上游直管段距离之间的关系,进而确定了单声道超声流量计的最佳声道安装方式并建立了流场补偿模型,从而有效减小了不同阻流件流场引起的超声流量计测量误差。(3)采用一对超声探头在标准管段上按多声道布置方式进行轮回测量,实现了多声道超声流量计的测量效果。分析确定了最佳声道布置方案并对多声道超声流量计的算法进行了优化。完成了在线自动检定系统的硬件设计和软件设计,实现了大口径水流量计在非理想条件下的在线检定。硬件上设计了脉冲信号、4-20mA电流信号和RS485信号接口,软件上设计了相应的信号处理、标度变换、流场补偿等模块,可实现对不同输出信号接口的流量计的在线检定;系统可根据检定需要选择对应的检定模式、校准模式并结合相关检定规程设计了各类报表、检定证书等。在不同口径、上游不同阻流件条件下,分别进行了超声流量计自校准实验和大口径水流量计在线检定实验。实验结果表明,超声流量计经过流场补偿模型自校准后,最大测量误差由-8.73%降低到?1.07%以内,提升了超声流量计在非理想流场下的测量精度和适应性,在线检定系统满足大口径水流量计的检定要求。