摘 要：聲波流量計(jì)作為近些年應(yīng)用于天然氣管道流量測(cè)量或計(jì)量用儀表，其有效地避免了常規(guī)接觸式流量測(cè)量?jī)x表一些缺陷，避免管道內(nèi)工藝介質(zhì)的泄露、腐蝕、有毒有害等因素影響，對(duì)于技術(shù)人員應(yīng)充分掌握聲波流量計(jì)的工作特點(diǎn)、工作原理及產(chǎn)生計(jì)量精度偏差原因，才能更好地了解它，使用它，使其更好地于天然氣管輸計(jì)量。
BURKERT流量計(jì)測(cè)量圓管內(nèi)流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術(shù)、信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯(cuò)技術(shù)，使流量?jī)x表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，計(jì)量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確。產(chǎn)品達(dá)到國(guó)內(nèi)外*水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等域。
1. 聲波流量計(jì)原理
1.1 根據(jù)對(duì)信號(hào)檢測(cè)的原理聲流量計(jì)可分為傳播速度差法( 直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法 )、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
1.2 聲流量計(jì)和聲波流量計(jì)一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬*流量計(jì)，是適于解決流量測(cè)量困難問(wèn)題的一類流量計(jì)，特別在大口徑流量測(cè)量方面有較突出的優(yōu)點(diǎn)，它是發(fā)展迅速的一類流量計(jì)之一。
聲波流量計(jì)采用時(shí)差式測(cè)量原理：一個(gè)探頭發(fā)射信號(hào)穿過(guò)管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個(gè)探頭接收到，同時(shí)，個(gè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被個(gè)探頭接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時(shí)間差 Δt，根據(jù)推算可以得出流速 V和時(shí)間差 Δt 之間的換算關(guān)系 V=(C2/2L)×Δt，進(jìn)而可以得到流量 Q 值。
二、BURKERT流量計(jì)存在的測(cè)量缺點(diǎn)
聲波流量計(jì)目前存在的缺點(diǎn)是可測(cè)流體的溫度范圍受聲波換能器及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。工業(yè)流量計(jì)量介質(zhì)流速一般為每秒幾米，聲波在氣相介質(zhì)中的傳播速度一般情況小于 1600M/S，因此工藝介質(zhì)流速與聲波在工藝介質(zhì)傳播速度之比大于 10-3，在理論推導(dǎo)計(jì)算時(shí)忽略此部分存在計(jì)量誤差增大。
一般計(jì)量精度要求達(dá)到 1%[2]，因此需要在處理計(jì)算時(shí)增加誤差補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)削減誤差，這也正是聲波流量計(jì)只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前提下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。其次在氣相介質(zhì)測(cè)量時(shí)由于噪聲也會(huì)引起聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確精度，測(cè)量氣相介質(zhì)時(shí)，聲波流量計(jì)上下游的阻尼原件(如閥門、彎頭、變徑等)會(huì)產(chǎn)生除了能達(dá)到人耳頻率范圍內(nèi)聲音外還能產(chǎn)生人耳無(wú)法聽(tīng)到高頻聲波，當(dāng)這種聲波的頻率與氣體聲波流量計(jì)的工作頻率相近時(shí)氣體聲波流量計(jì)信噪比降低，從而影響流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度。此外被測(cè)介質(zhì)的顆粒大小以及雜質(zhì)含量也對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響，特別是在天然氣凈
BURKERT流量計(jì)造成管輸過(guò)程介質(zhì)微粒體積不均衡，影響聲波傳播和反射時(shí)間，導(dǎo)致延遲或提前，致使流量計(jì)工作不正常，影響聲波流量計(jì)計(jì)量精度。
三、BURKERT流量計(jì)量中的應(yīng)用
在不斷改進(jìn)下，聲流量計(jì)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，在水利檢測(cè)、工業(yè)等域都有應(yīng)用。其測(cè)量精度雖然很高，但是管道安裝復(fù)雜多樣，使其穩(wěn)定性和可靠性有所降低。除此外，在應(yīng)用中還會(huì)出現(xiàn)一些使用故障，需及時(shí)進(jìn)行處理。
1. 影響因素
①管道中的部件和閥門較多，容易產(chǎn)生噪音，噪音的頻率一旦接近聲流量計(jì)正常工作的頻率，勢(shì)必會(huì)影響頻率的接收，訊號(hào)傳遞的時(shí)間差的度也將有所降低，不利于天然氣的測(cè)量。相關(guān)資料顯示，在某些環(huán)境下，噪聲對(duì)流量計(jì)的測(cè)量度及重復(fù)性危害很大，高達(dá) 2%。為削弱噪音產(chǎn)生的不利影響，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量達(dá)到無(wú)障礙、無(wú)彎頭的標(biāo)準(zhǔn)；流體要想保持均勻穩(wěn)定，調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量安裝在下游；在選擇計(jì)量計(jì)時(shí)，從購(gòu)置，保證具備較強(qiáng)的過(guò)濾能力，提高脈沖的接收能力。
在*的使用中，流量計(jì)中的電子元件難免出現(xiàn)老化、下降等情況，從而引起計(jì)量誤差的出現(xiàn)，在維護(hù)中需對(duì)此加以重視，需的技術(shù)人員親自檢查，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修。除了關(guān)鍵部件，其他外部設(shè)備的維護(hù)也尤為重要，如壓力變送器、一體化溫度變送器等，與測(cè)量的準(zhǔn)確度關(guān)系密切，應(yīng)做好相應(yīng)的檢定維護(hù)工作；外設(shè)電源系統(tǒng)對(duì)聲流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)和使用壽命有很大影響，應(yīng)保證其穩(wěn)定性和安全性；另外，線路出現(xiàn)問(wèn)題勢(shì)必也會(huì)影響到計(jì)量的溫度、時(shí)間等，從中可知，每一個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮著不可代替的作用，需加以重視，才能保證整個(gè)系統(tǒng)的完整。
2. 故障與處理
、僭跍y(cè)量過(guò)程中，有時(shí)天然氣處于正常的流動(dòng)狀態(tài)，但是流量計(jì)沒(méi)有顯示，出現(xiàn)這種狀況，可能是顯示單元損壞所致，也可能是保險(xiǎn)絲被燒斷造成，重要接口接觸不良或不牢固也會(huì)出現(xiàn)此狀況。因此，在測(cè)量之前，應(yīng)做好各項(xiàng)檢查工作，保證控制器的顯示*代碼，若有，應(yīng)及時(shí)調(diào)整；用的歐姆表對(duì)接口和保險(xiǎn)絲進(jìn)行測(cè)定，有不合格者，需及時(shí)更換。
②測(cè)量中難免會(huì)出現(xiàn)誤差，但誤差應(yīng)控制在小范圍內(nèi)，若誤差偏大，則有可能是管道狀態(tài)不合標(biāo)準(zhǔn)，管內(nèi)有堆積物或管內(nèi)壁粘有臟物等造成。為縮減誤差，需對(duì)管道的材質(zhì)、管內(nèi)壁、以及管壁厚度等仔細(xì)檢查，保證符合標(biāo)準(zhǔn)；若管內(nèi)壁粘附臟物或銹蝕層，內(nèi)徑面積將減少，從而引起誤差，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行清理，如有必要，更換管道；管道內(nèi)有堆積物時(shí)，要么將其清除，要么更換到其他地點(diǎn)安裝；直管段應(yīng)符合天然氣的均勻流態(tài)。如果還不能解決問(wèn)題，應(yīng)檢查流量計(jì)的調(diào)整和存在問(wèn)題。
BURKERT流量計(jì)在天然氣計(jì)量實(shí)際應(yīng)用案例
BURKERT流量計(jì)輸管道輸天然氣氣站采用 DN250 的聲流量計(jì)，進(jìn)行計(jì)量后向省管網(wǎng)供氣，大工作壓力為 10MPa。進(jìn)站壓力為 5.4MPa，出站壓力為 2.5MPa，流量計(jì)安裝正確。投產(chǎn)初期，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)計(jì)數(shù)與下游管網(wǎng)站同類型聲流量計(jì)偏差過(guò) 10%。
由于投產(chǎn)前用水作為試壓介質(zhì)對(duì)管道進(jìn)行了通球清管。試壓、清管結(jié)束后未干燥*，管道內(nèi)殘留部分濕空氣。站內(nèi)管道裸露在空氣中，且天然氣氣壓力較高，導(dǎo)致管道內(nèi)積水結(jié)冰。通過(guò)注醇、在裸露管道上增加保溫層、清管，降低了天然氣的水露點(diǎn)，提高管內(nèi)氣體溫度，減少了管道內(nèi)積水，有效解決了冰堵，使流量計(jì)測(cè)量誤差控制在雙方商定范圍之內(nèi)。
更新時(shí)間：2019-03-19 
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