張 偉 修 蕾 趙洪濤 李云龍 王世新

（丹東東方測(cè)控技術(shù)股份有限公司，遼寧 丹東118000）

0 引言

隨著科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，多種類型的流量計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，其中超聲波流量計(jì)是比較新型的計(jì)量和檢測(cè)儀器，在針對(duì)天然氣進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，能夠發(fā)揮十分顯著的優(yōu)勢(shì)。在超聲波的流量計(jì)計(jì)量過(guò)程中，因?yàn)檫\(yùn)行過(guò)程中涉及特別多的影響因素，因此嚴(yán)重影響其性能的發(fā)揮。所以，要高度關(guān)注相關(guān)內(nèi)容，著重做好相關(guān)影響因素的制約和控制工作，這樣才能使其計(jì)量質(zhì)量和效果更為精準(zhǔn)，進(jìn)而發(fā)揮其應(yīng)有的效能。

1 超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)性能的主要影響因素

通過(guò)相對(duì)應(yīng)的調(diào)研和實(shí)踐論證，能夠充分看出，在超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)其性能和質(zhì)量造成影響的因素涉及很多方面，例如，噪聲、臟污等一系列相關(guān)方面，此類因素會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)量的精準(zhǔn)性和正確率，對(duì)其正常的生產(chǎn)運(yùn)行造成嚴(yán)重阻礙。

1.1 噪聲影響因素

超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)中，所涉及的管路系統(tǒng)較多，例如，閥門(mén)、整流器，以及其他各類阻流管件等，這些管路系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的噪音，由于系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，常伴有其他設(shè)備組件發(fā)出的噪聲，故很難對(duì)現(xiàn)場(chǎng)噪聲進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，基于此類問(wèn)題的出現(xiàn)，會(huì)對(duì)計(jì)量效率和質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。從噪聲源層面來(lái)講，主要包含高速流過(guò)管道的氣流、突入的探頭及整流器、流量調(diào)節(jié)閥等。通過(guò)對(duì)流量計(jì)運(yùn)行原理分析可知，當(dāng)超聲波流量計(jì)額定與工作頻率保持在一致范圍內(nèi)時(shí)，就會(huì)對(duì)超聲波脈沖探測(cè)質(zhì)量及傳輸精準(zhǔn)性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，致使體積流量測(cè)量工作無(wú)法正常進(jìn)行，甚至?xí)a(chǎn)生較大誤差。由于超聲波流量計(jì)會(huì)對(duì)降壓元件運(yùn)行過(guò)程中所出現(xiàn)的噪聲特別敏感，一些低噪聲閥門(mén)會(huì)對(duì)超聲波流量計(jì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的影響，限制其性能的正常發(fā)揮。在降噪處理實(shí)踐之中，一般是通過(guò)相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用，將噪聲控制在人耳可接受的范圍內(nèi)，但是這個(gè)范圍在超聲波流量計(jì)計(jì)上顯示出的聲譜范圍不同，存在較大的差異性，因而使計(jì)量效果受到深遠(yuǎn)影響。

1.2 臟污堆積因素

在超聲波流量計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)有很多的含水、硫化鐵粉末或其他臟污的天然氣，這些物質(zhì)會(huì)流過(guò)超聲波流量計(jì)，在這樣的情況下就會(huì)導(dǎo)致臟污逐漸堆積在流量計(jì)表體管道內(nèi)部或者在超聲波的探頭上附著，在這樣的情況下，對(duì)超聲波的計(jì)量精準(zhǔn)度和正確率都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。具體來(lái)說(shuō)，其影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)內(nèi)部的有效內(nèi)徑被嚴(yán)重的減少，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的堵塞情況，然后進(jìn)一步增高流量計(jì)的具體讀數(shù)。其次，臟污在超聲波探頭表面長(zhǎng)時(shí)間的堆積，會(huì)導(dǎo)致傳輸時(shí)間出現(xiàn)比較明顯的縮短，使流量計(jì)讀數(shù)偏高。同時(shí)如果流量計(jì)的內(nèi)部被嚴(yán)重地腐蝕，在對(duì)其進(jìn)行清理之后，就會(huì)在很大程度上增加流量計(jì)的內(nèi)徑。最后，表體內(nèi)壁及上游直管段的表面粗糙度出現(xiàn)比較明顯的變化，在這種情況下也會(huì)導(dǎo)致流速分布出現(xiàn)比較明顯的變化，進(jìn)而對(duì)流量計(jì)的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性都會(huì)造成很大影響。

1.3 溫度、壓力測(cè)量的準(zhǔn)確度也是十分重要的因素

超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)所涉及的組成部分主要包括流量計(jì)、壓力變送器、溫度變送器（或溫度鉑電阻）、流量計(jì)算機(jī)及在線組分分析儀等，通過(guò)輸入組分及壓力、溫度，流量計(jì)算機(jī)等內(nèi)容，這樣能夠把流量計(jì)的工況流量轉(zhuǎn)換為用于貿(mào)易計(jì)量交接的標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積量，在超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)中，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的溫度計(jì)和壓力測(cè)量?jī)x表，等等，都要通過(guò)相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和檢驗(yàn)確認(rèn)合格之后才能應(yīng)用。同時(shí)要著重做好試運(yùn)行工作，以此確保計(jì)量的精準(zhǔn)性。然而需要注意的是，在具體的操作過(guò)程中，很可能出現(xiàn)不同程度的流量計(jì)算機(jī)的溫度或壓力示值不夠精準(zhǔn)等相關(guān)方面的問(wèn)題。通過(guò)相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)和判斷能夠看到，因?yàn)閴毫驕囟葴y(cè)量不夠精準(zhǔn)，在不準(zhǔn)確給標(biāo)準(zhǔn)參比條件下體積量會(huì)存在很大的誤差。

2 對(duì)超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)性能影響因素的控制措施

2．1 從根本上有效避免或者降低噪聲所產(chǎn)生的負(fù)面影響

首先，為了有效避免或者減少噪聲對(duì)于質(zhì)量精準(zhǔn)度的影響，在設(shè)計(jì)計(jì)量管路系統(tǒng)的過(guò)程中，就需要科學(xué)合理的評(píng)估好整個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)元器件和阻流件的質(zhì)量和性能，嚴(yán)格檢測(cè)其產(chǎn)生的噪聲，對(duì)于比較特殊的管路系統(tǒng)而言，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要專門(mén)定制，同生產(chǎn)廠家進(jìn)行全面的溝通和交流，然后做好針對(duì)性的處理，以此才能從源頭控制噪聲。其次，在安裝超聲波流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的過(guò)程中，要著重做好串聯(lián)安裝，在這個(gè)過(guò)程中要針對(duì)調(diào)節(jié)閥可能出現(xiàn)的噪聲程度進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)估，然后著重咨詢好生產(chǎn)廠家，做好處理工作。通常情況下，如果在超聲波流量計(jì)的下游安裝調(diào)節(jié)閥，可能導(dǎo)致很大程度的噪聲，且不夠經(jīng)濟(jì)合理，因此要盡可能在其上游安裝調(diào)節(jié)閥。最后，針對(duì)某些流量控制閥而言，很可能在其運(yùn)行過(guò)程中和調(diào)節(jié)閥互相碰撞而產(chǎn)生比較大的噪聲，超過(guò)了正常的頻率范圍，這種情況就會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)量系統(tǒng)的精準(zhǔn)性，使整個(gè)儀器不能安全穩(wěn)定的運(yùn)行。因?yàn)檫@樣的噪聲在傳播的過(guò)程中，既可以通過(guò)上游，也可以通過(guò)下游。

2.2 更有效的處理和降低內(nèi)壁臟污堆積問(wèn)題

首先，要嚴(yán)格細(xì)致的檢測(cè)天然氣的質(zhì)量，進(jìn)一步有效明確更切實(shí)可行的直管段和流量計(jì)的清洗周期。在清洗完計(jì)量器的內(nèi)部之后，如果發(fā)現(xiàn)其中存在比較嚴(yán)重的腐蝕，要進(jìn)一步著重做好重新的校對(duì)工作，以此確保計(jì)量的結(jié)果更為精準(zhǔn)。其次，要進(jìn)一步有效開(kāi)發(fā)與計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)相適應(yīng)的監(jiān)測(cè)軟件，確保其專業(yè)化程度，在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)節(jié)可以通過(guò)此類軟件針對(duì)超聲波流量計(jì)的具體運(yùn)行情況進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的檢測(cè)，然后利用相關(guān)檢測(cè)參數(shù)進(jìn)一步有效判斷和評(píng)估計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行情況，或者可能存在的危險(xiǎn)因素，然后結(jié)合具體情況做出針對(duì)性的處理。最后，如果天然氣的質(zhì)量比較差，在這樣的情況下可以采用多臺(tái)超聲波流量計(jì)進(jìn)行并聯(lián)檢測(cè)，以此有效實(shí)現(xiàn)并聯(lián)管路系統(tǒng)的運(yùn)行，通過(guò)這種方法能夠進(jìn)一步有效減少或者避免測(cè)量誤差。

2.3 著重做好溫度壓力的測(cè)量工作，確保其精準(zhǔn)性

首先，要選擇與之相對(duì)應(yīng)的測(cè)量范圍，有效規(guī)避儀器運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的影響因素對(duì)其造成負(fù)面影響，規(guī)避儀表工作范圍處于量程的10以下。其次，計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用之前，要在現(xiàn)場(chǎng)著重做好壓力和溫度測(cè)量值的檢測(cè)和核查工作。最后，在室外進(jìn)行的過(guò)程中要針對(duì)變送器進(jìn)行科學(xué)合理的保護(hù)，可以設(shè)置相對(duì)應(yīng)的遮陽(yáng)棚，以此有效規(guī)避環(huán)境溫度變化對(duì)其設(shè)計(jì)工作溫度上限造成影響，使其溫度接近，以此有效規(guī)避測(cè)量誤差出現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的分析，能夠充分認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前在天然氣的使用過(guò)程中不可避免的會(huì)應(yīng)用超聲波流量計(jì)等相關(guān)測(cè)量設(shè)備。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)相對(duì)應(yīng)的調(diào)研和檢測(cè)可以看到，對(duì)其計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行造成影響的因素包括很多方面，因此，要著重關(guān)注應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，切實(shí)做好噪聲、污垢以及溫度和壓力等相關(guān)方面的控制工作，結(jié)合具體的運(yùn)行需求，對(duì)于各類因素進(jìn)行嚴(yán)格的把控，著重做好預(yù)防工作，以此確保計(jì)量系統(tǒng)能夠高質(zhì)量地運(yùn)行，在計(jì)量計(jì)的計(jì)量和檢測(cè)環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出更加良好的正確率和精準(zhǔn)度，以此為儀器質(zhì)量和價(jià)值的體現(xiàn)提供必要的保障。