【摘要】超聲波流(liú)量計 是一種常見(jian)的天然氣計量設(shè)備，主要以某設計(ji)工☎️程爲例，通過🌈對(dui)超聲波流量計在(zài)天然氣貿易交接(jiē)計量中的測量💰原(yuán)理及方法、安裝條(tiao)件、系統設計以及(ji)實施🔞效果等🔆一系(xi)列應用流程分析(xī)，以此來爲超聲波(bō)流量🌈計在天然氣(qì)貿易交接計量中(zhōng)的有效應🈲用提供(gong)理論依據。
1超聲波(bō)流量計概述
　　超聲(shēng)波流量計是一種(zhǒng)以速度差法爲原(yuán)理所設計的一種(zhong)液💃🏻體流量測量儀(yí)器，其采用了先進(jin)的多脈沖技術、信(xìn)号數字化處理技(jì)術以及糾錯技術(shù)，可以♻️被廣泛應用(yong)于😘各類工業現場(chǎng)的環境中，具有計(jì)量方便、準确以及(jí)經濟🏃🏻‍♂️實惠等多種(zhǒng)優點[1]。從使用功能(neng)和特點來看，超聲(sheng)波流量計利用信(xìn)号數字化的處理(li)技術，可以進一步(bù)确保測量信号的(de)穩定性，提高了測(ce)量的抗幹擾能力(lì)，有利于提高計量(liang)的精度，且超🌈聲波(bō)流量計内的無機(ji)械傳動部件不容(rong)易損壞且不需要(yao)進行後期維護，使(shǐ)用周期長。
2超聲波(bō)流量計在天然氣(qi)貿易交接計量中(zhōng)的應用
2.1超聲波流(liu)量計的選擇
　　爲了(le)滿足天然氣貿易(yì)交接計量的精度(du)要求，在對🏒其👅計量(liàng)方式進行選擇時(shí)必須選擇超聲波(bō)流量計。目前，市場(chang)中常見的超聲波(bō)流量計主要包括(kuò)2、4、5以及❗6聲道技術，2聲(shēng)道流量計僅可用(yòng)于精度要求爲1%的(de)計量中，4和5聲道流(liú)量計的精度可以(yi)準到0.5%，而6聲道流量(liang)☂️計的精度則可以(yǐ)準到0.25%，多以4和5聲道(dào)流量計的應用🏃‍♀️相(xiang)對較多，但随着近(jìn)年來6聲道流量計(ji)技術水平的♻️不斷(duan)提升，其逐漸被廣(guǎng)泛應用于實際應(yīng)用中，并發揮出較(jiao)好的應用效果。6聲(sheng)道超聲波流量計(jì)主要使🏃用了3個平(píng)❤️面的6個聲道進行(háng)測量，在高斯-切比(bǐ)雪夫👨‍❤️‍👨理論下記性(xìng)排列，即使在✂️不對(dui)稱或者渦流的情(qíng)況下也均可以實(shí)現對流速的🚶‍♀️有效(xiao)測量。
2.2測量原理及(jí)方法
　　從計量原理(li)來看，超聲波流量(liàng)計可以使聲脈沖(chòng)在管道内實現逆(nì)流和順流的傳播(bo)，通過對傳播時間(jian)的測✔️量，以此來🔴計(jì)算出其在工作條(tiao)件下通過氣體超(chao)聲流量的氣體軸(zhóu)向平均流🔞速和流(liú)量，工作原理見圖(tu)1。

　　圖1所示(shì)爲單聲道超聲波(bo)的工作原理圖，其(qi)中L表示🆚直線傳播(bō)的距離，x表示垂直(zhi)傳播的距離，D則表(biǎo)示管徑，聲脈沖♉的(de)傳㊙️播時間可🈚使用(yòng)以下公式進行計(ji)算💋：

　　公式中，t1表示反(fan)向傳輸時間，t2表示(shì)正向傳輸時間，v表(biǎo)示天然氣流體速(sù)度，c表示聲速，根據(ju)上述公式進行轉(zhuǎn)變🌈，可進一步得出(chu)天然氣流體速度(dù)和聲速公式🈲如下(xia)：

　　天然氣施工過程(chéng)中的瞬間體積流(liú)量qvf的計算公式如(ru)🙇🏻下🔴：
qvf=vπ（D/2）2
　　其中，qvf表示當前(qian)工況條件下天然(rán)氣的瞬間體積流(liú)量，π（D/2）2表示管🤟道的橫(héng)截面積，通過對公(gōng)式的進一步轉變(bian)可以得出qvf的計算(suàn)公式如下：
　　其中，qvn用(yong)于表示标準參比(bi)條件下天然氣産(chǎn)生的瞬間體⭐積流(liú)量🔞，Pn表示标準參比(bi)條件下産生的絕(jué)對壓🧡力，Pf表示工作(zuò)條件下的絕對靜(jìng)壓力，Tn表示标準參(cān)比條件下産生的(de)熱力學溫度，Tf表示(shi)工作條件下的熱(rè)力學溫度，Zn表示标(biāo)準參比條件下産(chan)生的壓縮因子，Zf表(biao)示工作條🐕件下的(de)壓縮因子。
2.3安裝條(tiáo)件
①安裝溫度：從安(ān)裝的溫度條件來(lai)看，溫度計的安裝(zhuāng)🍓應當在-20℃～60℃的環境下(xià)，工作環境應當保(bǎo)證在-40℃～60℃，在實際安裝(zhuang)的過程👅中，應當結(jié)合具體的施工環(huan)境采取相應的防(fang)曬或防凍措施。②安(ān)裝環境：在安裝超(chāo)聲波流量🤩計時，盡(jìn)量🐉避免在振動的(de)環境下安裝，尤其(qí)是可以導緻信号(hao)處理單元等出現(xiàn)共振的環境，同時(shí)也應當避免可能(néng)存在的電器噪聲(shēng)環境。③注意事項：a超(chāo)聲波信号電纜與(yǔ)具🆚有強電場以及(ji)強磁場電器設備(bei)與電纜之間的距(jù)離必須超過1.5m，若設(shè)備或電纜帶有屏(ping)蔽的穿金屬保護(hu)管時，二者♋之間的(de)距離則必須🔆超過(guò)0.8m；b電纜的鋪設必須(xū)嚴格按照工程的(de)♻️操作規範施工，使(shǐ)埋地鋪設的深度(dù)必須超過70cm且需要(yao)埋于凍土層下方(fāng)；c自動計量系統必(bi)須根據工程的實(shí)際情況，将其設置(zhi)爲保護接地或信(xin)号回路接地等接(jie)地方式，确保接地(dì)📞方式的可靠性，使(shǐ)接地電阻符合👣工(gōng)程的标準要求；d流(liu)量計或儀表🆚的安(ān)裝必須嚴格按照(zhào)工程的施💯工标準(zhun)，以免出現由于安(an)裝不規範所造成(cheng)的測量誤差；e減少(shao)安🌈裝過🌂程中聲學(xue)噪聲對測量結果(guǒ)或性能産生的影(ying)響，盡量将🌈流量計(jì)安裝于♻️調節閥的(de)上遊處，減少其他(ta)噪音對流量計量(liang)結果産生影響，或(huo)通過于🔅下遊管段(duan)安裝彎管的方式(shi)，利🔞用緩沖的氣量(liang)流速以此來減少(shǎo)噪音對計量結果(guǒ)産生的影響；f安裝(zhuāng)前仔細檢查流量(liang)計附近是否存在(zai)可♊能的流動脈動(dong)，并采取相應的措(cuò)施減少脈動對測(ce)量結果産生的影(ying)響，減少測量結果(guo)的不确定性。
2.4系統(tong)設計
　　根據超聲波(bō)流量計的具體測(cè)量方法以及安裝(zhuāng)條件，需要針對超(chāo)聲波流量計、壓力(lì)傳感器、溫度傳感(gǎn)🈲器以及流量計算(suàn)機分别進行系統(tong)設計，設計方法如(ru)下：①超聲波流🐪量計(jì)：根♻️據工程🔆的基本(běn)要求，所安裝的超(chāo)聲波流量計爲DN250氣(qi)體超聲波流量計(ji)[2]，通過對天然氣貿(mào)易交接計量的計(jì)算，其日均氣量爲(wèi)1×106m3，該超聲波流量計(jì)共計包括4個超聲(shēng)波🔅測量聲道，可以(yi)有效實現對輸㊙️送(song)管道💋内天然氣貿(mao)易交接量的有效(xiào)測量，其可以通過(guò)對超聲換能器聲(shēng)波信🔞号的有效利(li)用，實現對電路以(yǐ)及DSP微控制器所組(zǔ)成信号處🆚理單元(yuán)的有效采集和處(chù)理，并将其轉換爲(wèi)相應的脈沖🏃輸出(chu)信号。②壓力傳感器(qì)：下遊直管段上安(ān)裝了壓力傳感🍉器(qi)，主要用于被測氣(qì)體壓力的測量，輸(shu)出的标準信号爲(wei)4～20mA，利用計算機将其(qi)上傳至流量計算(suan)機上👅，從而用于壓(ya)力🈲補償中。③溫度傳(chuan)感器：下遊直管段(duan)上💃同時安裝了溫(wen)度傳感器，以此來(lai)實現對被測量氣(qì)體溫度的測量，與(yǔ)壓力傳感器相同(tóng)，均利⛹🏻‍♀️用計算機💃🏻将(jiāng)其上傳至流量計(ji)算機上，從而用于(yú)壓力補償中。④流量(liang)計算機：在使用流(liu)量計算機對流量(liàng)進行計算時，通常(cháng)會利用串口通信(xìn)或頻率輸入的🍉方(fāng)式以此💚來實現對(duì)流量計所統計工(gong)程流量信息的有(you)📧效采💋集和整合，同(tóng)時也将分别采集(ji)🏃‍♀️壓力傳感器以及(ji)溫🏃‍♀️度傳感器所上(shang)傳的相關數據信(xin)息，所有的數據采(cǎi)🥰集以及信号輸送(song)等方式均符合國(guó)家的相關規定，且(qie)内部的系統軟件(jian)具有設計合理性(xing)，計量管理功能齊(qí)全等特點，擁有安(an)全的數據庫，且計(ji)算機的儲存功能(neng)較爲龐大，可🈲以有(yǒu)效實現對被測量(liang)各種曆史數據的(de)儲存㊙️以及相關配(pei)置㊙️參數的修改等(deng)，具有良好的電磁(ci)兼容性。其中，計算(suàn)機的體🤟積量運算(suan)采取了多種氣體(ti)壓縮因子的計算(suàn)方式，且根據不同(tong)的特定場所均有(yǒu)其所符合的計算(suan)方式。
2.5運行維護
　　運(yùn)行維護作爲确保(bao)超聲波流量計穩(wěn)定運行的主要工(gong)作環🐆節，針對超聲(sheng)波流量計的維護(hù)主要以《GB/T18604-2014用氣體超(chāo)聲流量計 測量天(tiān)然氣流量》[2]中的運(yùn)行維護和保養要(yào)求進行運行維護(hu)，并定期對超聲波(bō)流量計、溫度傳感(gǎn)器以及壓力傳🏃🏻‍♂️感(gan)器等進行統一的(de)維護和保養，針對(dui)不同設備的保養(yǎng)⛱️操作流🔱程等進行(hang)詳細的規範，做出(chu)明确的規定。
2.6實施(shī)效果
　　根據《GB/T18604-2014用氣體(tǐ)超聲流量計測量(liang)天然氣流量》中的(de)規定🐅，對超聲🥰波流(liu)量計的實際運行(háng)效果進行分析，結(jié)果從計量準确性(xing)來看，經⛹🏻‍♀️過1周的運(yùn)行，其所計量的準(zhun)确性相對較🌐高，且(qie)在使用的過程中(zhong)并未進行維護，相(xiàng)較于♋傳統的标準(zhǔn)孔闆流量計，超聲(sheng)波流量計㊙️發揮出(chū)了更高的計量準(zhǔn)确性，且不确定因(yin)素相對💁較少。從計(jì)量💞的可靠性來看(kàn)，由于超聲波流量(liang)計在使用前采取(qǔ)了設計的方式設(she)定了具有針對性(xing)的👌計量系統方案(àn)，因此通過其在流(liu)程區域内于标準(zhun)孔闆流量計的串(chuan)聯，結果發現超聲(sheng)波流量計所産生(shēng)的誤差明顯低于(yú)标準孔闆流量計(ji)，進🔱一步體現出了(le)超聲波🐪流量計的(de)實際應用高效果(guǒ)。
3結語
　　綜上所述，通(tōng)過對超聲波流量(liàng)計在天然氣貿易(yì)交🐪接🏒計量🧡中的☔應(yīng)用分析，将爲其他(tā)工程内的超聲波(bo)流量🔞計應♌用提供(gong)有效的理論依據(jù)，從而爲提高我國(guo)的天然氣貿易交(jiao)接計量精細化管(guǎn)理水平産生了積(ji)極的影響，爲超聲(shēng)波流量計日後的(de)廣泛應用和推廣(guǎng)做出💔了巨大的貢(gong)🍉獻

以上内容源于(yu)網絡，如有侵權聯(lián)系即删除!