吳錦洲

摘 要：超聲波氣體流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，由于其性能的優(yōu)異性，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，在文章中，對(duì)超聲波氣體流量計(jì)的工作原理、超聲波氣體流量計(jì)在天然氣管中的應(yīng)用進(jìn)行探討，分析應(yīng)用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，以保證獲得更多經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：天然氣 超聲波 氣體 流量計(jì)

中圖分類號(hào)：TE8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）11（a）-0030-02

超聲波氣體流量計(jì)的應(yīng)用得以迅速發(fā)展，其自身性能得以驗(yàn)證。根據(jù)檢測(cè)方式，超聲波氣體流量計(jì)可以分為時(shí)間差法、和頻差法等不同方式，尤其是時(shí)差式氣體超聲波流量計(jì)的應(yīng)用。

1 時(shí)差式氣體超聲波流量計(jì)原理

氣體超聲波流量計(jì)采用時(shí)差式測(cè)量原理（見(jiàn)圖1）。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)，第二個(gè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被第一個(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，進(jìn)而可以得到流量值Q。

2 影響超聲波流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度的因素

2.1 噪聲對(duì)準(zhǔn)確度的影響

根據(jù)對(duì)超聲波氣體流量計(jì)對(duì)天然氣流量的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中存在一些噪音，會(huì)影響超聲波氣體流量計(jì)的準(zhǔn)確性。噪聲的產(chǎn)生主要有流過(guò)管道的高速氣流、整流器、環(huán)境噪聲、氣流經(jīng)過(guò)閥門等產(chǎn)生的噪聲，所以，要利用超聲波氣體流量計(jì)對(duì)上游閥門的節(jié)流進(jìn)行控制，隨著流量的增加，節(jié)流的聲音也不斷增大，因此，超聲波氣體流量計(jì)的使用，需要對(duì)噪聲進(jìn)行思考。當(dāng)上游閥門節(jié)流的時(shí)候，超聲波氣體流量計(jì)的信噪比較低，導(dǎo)致其原因的產(chǎn)生，主要是在超聲波氣體流量計(jì)上游閥門節(jié)流的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一種高頻超聲波。當(dāng)這種聲波的頻率與超聲波氣體流量計(jì)的工作頻率相近，降低超聲波氣體流量計(jì)的信噪比的時(shí)候，將影響超聲波氣體流量計(jì)的測(cè)量精確度。

2.2 溫度、壓力測(cè)量準(zhǔn)確度的影響

超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)一般由流量計(jì)、壓力變送器、溫度變送器、流量計(jì)算機(jī)及在線組分析儀組成，通過(guò)輸入壓力、溫度，流量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可直接將流量計(jì)的工況流量轉(zhuǎn)換為用于貿(mào)易計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積量，其計(jì)算公式為：

2.3 流態(tài)對(duì)流量計(jì)的影響

流速沿軸線均勻分布的流態(tài)能提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，管路中的閥門、空間彎頭等，也會(huì)影響天然氣的速度分布，給測(cè)量的準(zhǔn)確性帶來(lái)較大差異，所以在流量計(jì)上下游安裝足夠長(zhǎng)直管段，促進(jìn)天然氣態(tài)的對(duì)稱性和速度的有效分布。如：超聲波氣體流量計(jì)的聲道分布，是基于管道橫截面，將其分為四個(gè)聲道。其中的氣體超聲波流量計(jì)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)聲道的流速進(jìn)行測(cè)量，維護(hù)管道中的氣體流速。

3 天然氣管中超聲波氣體流量計(jì)的應(yīng)用期間的注意要點(diǎn)

超聲波氣體流量計(jì)對(duì)天然氣流量進(jìn)行測(cè)量，能夠促進(jìn)其優(yōu)點(diǎn)的合理實(shí)現(xiàn)，所以，在使用期間，要注意到一些問(wèn)題。

3.1 選型工作的執(zhí)行

對(duì)于超聲波氣體流量計(jì)產(chǎn)品種類很多，主要選擇管道口徑、流量范圍，以免產(chǎn)生一些故障。在對(duì)超聲波氣體流量計(jì)進(jìn)行選擇期間，還要對(duì)聲波干擾源進(jìn)行分析，尤是是其中的高速度、大差壓設(shè)備等，減少聲波影響區(qū)域，保證能夠降低噪聲[4]。

3.2 安裝工作的有效性

超聲波氣體流量計(jì)的上游直管段、下游直管段都需要滿足一定要求。一般在上游直管段，超聲波氣體流量計(jì)最少維持在10D，下游的直管段最少為5D。對(duì)超聲波氣體流量計(jì)進(jìn)行實(shí)際安裝過(guò)程中，要進(jìn)行水平安裝。并且，在一些含有天然氣液比較多的地區(qū)，超聲波氣體流量計(jì)的安裝需要比上下游管道低。針對(duì)存在的固體粉塵天然氣，需要在超聲波氣體流量計(jì)上游安裝中，為其增加過(guò)濾器，以免換能器的表面存在大量堆積物[5]。

3.3 維護(hù)工作的定期執(zhí)行

在使用超聲波氣體流量計(jì)期間，實(shí)現(xiàn)的維護(hù)工作還比較少，無(wú)法保證使用的合理性。主要是由于氣質(zhì)條件的影響，計(jì)量場(chǎng)合比較差。所以，要對(duì)超聲波氣體流量計(jì)的換能器進(jìn)行清理，對(duì)其存在的雜質(zhì)、水垢等進(jìn)行檢查，以免附著在換能器的表面上。還需要對(duì)超聲波氣體流量計(jì)的各個(gè)部件進(jìn)行檢查，分析是否存有泄露現(xiàn)象，研究整個(gè)線路的連接是否合理，保證零流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.4 診斷測(cè)試工作的及時(shí)性

超聲波氣體流量計(jì)在使用期間，當(dāng)產(chǎn)生流量突變情況的時(shí)候，可以利用串聯(lián)運(yùn)行方式，在其中對(duì)其比較與校核，分析超聲波氣體流量計(jì)故障產(chǎn)生后，天然氣流量是否產(chǎn)生變化。如果在期間沒(méi)有與其他流量進(jìn)行對(duì)比，可以利用相關(guān)的診斷軟件，分析換能器的工作參數(shù)，檢查其存在的參數(shù)值是否正確。針對(duì)一些使用數(shù)量比較多的地區(qū)，還需要對(duì)比較便捷的外夾式超聲波氣體流量計(jì)進(jìn)行分析，并保證其在隨時(shí)固定安裝期間，對(duì)其進(jìn)行一定校核[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

基于以上的相關(guān)研究和闡述，超聲波氣體流量計(jì)的性能更為優(yōu)異，得以廣泛使用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，只有充分掌握超聲波氣體流量計(jì)的工作原理和應(yīng)用方式，給予整體了解，這樣才能在天然氣管流量測(cè)量工作中得以服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張金香，梁浩，陳岑等.氣體超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2015，7（27）：149.

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