超声波流量计

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1、超声波流量计中油管道投产运行公司川气东送詡洒管理处超声波流量计测量原理气体超声波流量计是利用超声脉冲在气流中传播的 速度与气流的速度有对应的关系，即顺流时的超声 脉冲传播速度比逆流时传播的速度要快，这两种超 声脉冲传播的时间差越大，则流量也越大的原理。在实际工作过程中，处在上下游的换能器将同时发 射超声波脉冲，显然一个是逆流传播，一个是顺流 传播。气流的作用将使两束脉冲以不同的传播时间 到达接收换能器。由于两束脉冲传播的实际路程相 同，传输时间的不同直接反映了气体流速的大小。任意一对传感器Lti =c - v(x/L)L上2 =1c + v(x/L)流量从上述方程中求岀中油管道投产运行公司川气

2、东送鄂西管理处中油管道投产运行公司川气东送鄂西管理处L (tl+t2) C= 7 tlt2v =流体速度 c =声逋tl =上游传输时间 t2 =下游传输时间中油管道投产运行公司川气东送鄂西管理处多通道即多路流速测量!中油管道投产运行公司川气东送詡洒管理处多通道即多路流速测量!DC4Vavg = E Wn Vnn=1多通道流量计中油管道投产运行公司川气东送詡洒管理处流速测量流量与流体的流速和截面积有关流量二流速*截面积中油管道投产运行公司川气东送詡洒管理处a工况体积瞬时流量二面积* Vea标准体积瞬时流量=工况体积瞬时流量*工 况密度/标准密度A质量瞬时流量=工况体积瞬时流量*工况密 度超声波

3、流量计的结构气体超声流量计的结构主要取决于以下几个方面:(1) 声波探头的设置方式。外置式或内置接触 式，气体超声流量计一般采用将接收和发射换能 器插入管内至内壁边缘。(2) 声波的接收方式。 直射式：直接接收发射探头的声波 反射式：接收经管壁反射以后的声波。即接 收换能器不是直接接收发射换能器发出的声波， 而是接收经管壁一次反射或再次反射回的声波。 (3)声道的设置。单声道和多声道。不论是单声道还是多声道气体超声流量计， 其声波的发送与接收原理是一样的。不同的是在不同声程上所测的线速度对管道截面的流速的呈现不同。中油管道投产运行公司川气东送鄂西管理处超声波流量计结构主要分为三部分：流量计本体

4、、超声换能器、Mark II电子 数据处理单元，如图所示：流量计本体：流量计本体是经特殊加工，用于安装超声换能 器、Mark II电子数据处理单元及压力变送的装置。露靄蠶踏懈是把声能转换成电信号和反过来把超声波流量计结构Mark 口电子数据处理单元：由电子 元件和微处理器系 统组成。它接受超声换能器的信号,且具有处理测量信号和显示、输出及记录测量结果等功能。中油管道投产运行公司川气东送鄂西管理处管路安装 1上、下游直管段紧邻超声流量计的上、下游安装一定长度的 直管段。上游条件较为理想时，要求上游直 管段为10Q,下游直管段为5Q （推荐上游直 管段为20Q,下游直管段为5Q）。双向流动 时，上

5、、下游直管段均应至少10倍管道公称 直径。A 2、超声流量计表体安装超声流量计表体安装各厂家要求各不相同， 一般应保证表体水平安装，有的还应将表体 法兰上定位销孔与上、下游直管段相应销孔 对齐。安装时应留有足够的检修空间。 3、突入物超声流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、 下游直管段应具有相同的内径，其偏差应在 管径的土 1%以内； 4内表面与超声流量计匹配的直管段，其内壁应无锈 蚀及其它机械损伤，在组装之前，应除去超 声流量计及其连接管内的防锈油或沙石灰尘 等附属物。使用中也应随时保持介质流通通 道的干净、光滑。 5、温度计插孔对单向流测量，应将温度计插孔设在超声流 量计下游距法兰端面（2

6、5）必间；对双 向流进行测量，温度计插孔应设在距超声流 量计法兰端面至少3砒位置。超声波流量计的投运1 流量计投用以前应该按国家标准或规程进行 检定或实流校准。2检查各种信号线，电源线连接完好。3先打开进口旁通阀，给管道缓慢充气，然后 缓慢打开进口越止阀（至少蒔续一分钟）， 避免流量计过高压差或过高流速，给管道缓 慢加压，达到流量计的运行压力。注意:压 力剧烈震荡或不当的高速加压会损坏流量计4.检查所有的法兰连接处和引压接头及温度 传感器的插入接头处是否有气体泄漏。5壽翼厂家提供的系统接线图检7. 流量计最高流速不超过30m/s8. 流量计在启用前要求进行零流量测试，现场 不具备条件应进行工况

7、条件下的零流量测试（零流量测试就是关闭超声流量计的上、下 游阀门，使流过流量计的气体流速为零，等 管道内气体温度稳定后，读取零流速读数， 每个声道的气体流速至少记录30s,要求零 流速读数应小于12mm/So ）注意事项:1、应定期检查信号处理单元、升到有无故障、零流量测量是否准确、超声换能器表面是否有沉 积物等。定期收集流量监测系统的运行数据，并 分析比较，以确定流量计是否存在故障。2、超声波流量计运行时注意声道的效率，如果 没有达到100%,请检查声道.3、长时间不使用超声波流量计应关闭其流量计算 机电源。4、如果超声波流量计长时没有运行，启动前应 仔细检查接线和各连接点有无漏气现象。超声

8、流量计日常维护需要检查的参数和脣法需要检査的运行参数检查方法备注气体工作温度按相关要求检査温度测量系统工作是否正常。必查气体工作压力按相关要求检査压力测量系统工作是否正常。必查天然气组成检査计算机内输入的天然气组成数据是否正确，或 在线分析系统的分析数据是否正确。必查超声流量计系数检查超声流量计系数是否与检定证书一致。必查各声道运行状态检査各声道的参数，确认各声道运行是否正常必查零流速读数在零流速下各声道所测得的气体流速是否小于规定 值。选择声速检查超声流量计各声道所测的声速是否稳定在一定 范围内，如果发生跳变，表明存在故障。必查增益值/噪声（信噪比/信号质量）增益值主要受压力和超声探头表面污

9、物的影响， 通常情况下增益应该是相对稳定的。若超出超声流 量计说明书中规定的技术范围，则说明超声流量计 不能正常工作。检査反映背景噪声和/或电噪声量的参数是否稳定 在正常范围值。若增益或信強比等超出流量说明书中规定的范 ,则表明探头表面因被污染而不能正常工作。必查气体工作流速检查超声流量计所测的气体工作流速是否在超声流量计说明规定的正常工作范围内。流量参数核査首次必査首次安装时必须检査超声流量计算机内设置的各项 参数是否正确。中油管道投产运行公司川气东送鄂西管理处超声流量计常见问题及对策序可能发生 号 的故障原因排除方法没有流量信号增益值/信噪比异常接触不好其它脏污压力超范围检査超声流量计的各

10、信号电缆及接头、直流电源的电压、电源线及用户一端的接口。需对超声流量计进一步检查。若某组件被确认已损坏时, 应更新与其相同型号规格的组件，或超声流量计厂家推 荐型号组件，更换后应进行相应的检査。经超声流量计参数检査证实是超声探头脏污，应按第三 节的要求进行清洗。调整计量工作压力或更换合适的探头。超声探头 不工作探头故障按要求更换相同型号的新探头，并将新探头的标定参数 输入到相应的程序系统中，记录新探头的系列号。检査 各声道的声速测量值，其最大误差不超过02%。再计 算出相同条件下的理论声速，二者之间误差应在超声流 量计说明书规定的范围内。4中油燈道投没有温度、 阪力信号接触不好分别检查超声流量

11、计温度、压力测量系统接线。川气东送鄂西管理处检查系统设置。温度、压 矣務裾罟 定期对温度、压力测量系统进行校检，确保温 支信号异度压力测量数据准确可靠。常计算机报警计算机报警有责任和非责任报警、有冷启动和 热启动报警和电池电压低等报警，应按照超声 流量计的说明书进行检查。在确认温度、压力测量系统正常的情况下，检 系统报警 报警设置 查超声流量计算机内的压力、温度量程范围设置是否正确。过程报警主要有流量、温度、压力、密度、以 待穆押鑿 捋整得罟 及热值等报警，其主要原因是由于它们测量的 帥晋搀青g 值超出了预设定范围。在确认压力、温度测量 系统正常后检查所有的设定值。声速异常系统故障10流速超范

12、超量程气体流速超出超声流量计的测量范围，超声流量计不能正常工作。观察声速的大小，通常所测的声速值应稳定在 一定范围内，如果声速突变，则表示测量系统 可能有故障。备注:1、超声流量计的关键计量部件维修后，必须经检定合格才能投入使用。2、由于超声流量计的自诊断技术在不断发展，在实际应用中要以所使用设备 的操作说明书为准。超声流量计量系统日常操作流量计算机的主菜单显示内容如下:11* FLOW RATES2* TOTALS 3* OPERATOR 4* PLANT I/OSYSTEM SETTINGa6* TECH/ENGINEERa8* CALCULATIONS1、查看工况流量（单位：m3/h）按

13、“menu”键多次，直到退回主菜单，按下 列 顺序按数字键：111,其显示为：STR01 UCVOL FR2、査看标况流量（单位：Nkm3/h ）按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下列顺序 按数字键：112,其显示为：STR01 CVOL FRA3、查看标况累计气量（单位：Nkm3 ）按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下列顺 序按数字键：212,其显示为：STR01 FWD CVOL4、查看标况气量当前小时和前一小时累计值 （单位：Nkm3 ）按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下列顺 序按数字键：212,其显示为：STR01 FWD CVOL, 再按向右的键2次，其显示为:B

14、ASETIME 1STR01 FWD CVOL HOULY当軌小时标况累计气量，其显示为:CurrentPeriod前一小时标况累计气量，其显示为：PreviousPeriod先幕标况气量当天和前一天累计值（单位:按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下列顺序 體数字键：212,其显示为：STR01 FWD CVOU 再按向右的键3次，其显示为:BASETIME 1STR01 FWD CVOL DAILY当天标况累计气量，其显示为：Current Day 前一天标况累计气量，其显示为：Previous DayA6、查看天然气热值（单位：MJ/Sm3 ）按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下列顺 序按数字键：AGA88111,其显示为:METHOD,再按向右的键12次，其显示 为：HEATING VALUEIn Use Value中油管道投产运行公司川气东送鄂西管理处川气东送鄂西管理处中油管道投产运行公司中油管道投产运行公司川气东送鄂西管理处