气体超声流量计量影响因素分析及措施
对超声波流量计计量性能影响因素的控制措施
对超声波流量计计量性能影响因素的控制措施1、从根本上有效避免或者降低噪声所产生的负面影响首先,为了有效避免或者减少噪声对于质量精准度的影响,在设计计量管路系统的过程中,就需要科学合理的评估好整个系统的相关元器件和阻流件的质量和性能,严格检测其产生的噪声,对于比较特殊的管路系统而言,在设计的过程中要专门定制,同生产厂家进行全面的沟通和交流,然后做好针对性的处理,以此才能从源头控制噪声。
其次,在安装超声波流量计和调节阀的过程中,要着重做好串联安装,在这个过程中要针对调节阀可能出现的噪声程度进行科学合理的评估,然后着重咨询好生产厂家,做好处理工作。
通常情况下,如果在超声波流量计的下游安装调节阀,可能导致很大程度的噪声,且不够经济合理,因此要尽可能在其上游安装调节阀。
最后,针对某些流量控制阀而言,很可能在其运行过程中和调节阀互相碰撞而产生比较大的噪声,超过了正常的频率范围,这种情况就会严重影响计量系统的精准性,使整个仪器不能安全稳定的运行。
因为这样的噪声在传播的过程中,既可以通过上游,也可以通过下游。
2、更有效的处理和降低内壁脏污堆积问题首先,要严格细致的检测天然气的质量,进一步有效明确更切实可行的直管段和流量计的清洗周期。
在清洗完计量器的内部之后,如果发现其中存在比较严重的腐蚀,要进一步着重做好重新的校对工作,以此确保计量的结果更为精准。
其次,要进一步有效开发与计量现场相适应的监测软件,确保其专业化程度,在实际的应用环节可以通过此类软件针对超声波流量计的具体运行情况进行严格细致的检测,然后利用相关检测参数进一步有效判断和评估计量系统的运行情况,或者可能存在的危险因素,然后结合具体情况做出针对性的处理。
最后,如果天然气的质量比较差,在这样的情况下可以采用多台超声波流量计进行并联检测,以此有效实现并联管路系统的运行,通过这种方法能够进一步有效减少或者避免测量误差。
3、着重做好温度压力的测量工作,确保其精准性首先,要选择与之相对应的测量范围,有效规避仪器运行过程中可能出现的影响因素对其造成负面影响,规避仪表工作范围处于量程的10以下。
影响气体超声波流量计测量精度的影响因素
影响气体超声波流量计测量精度的影响因素现在,用于天然气计量的超声流量计的校准尽可能在流量校准装置上进行。
使用的校准时,可以发挥这一作用,这些参数,超声波流量计,在不同的值的情况下,或校准?本研究的目的是,如果该流体介质的温度变化的气体的超声波流量计,压力,以确定影响。
现在一种装置,可以进行校准天然气流量计,超声波流量计的流量计的校准。
这些器件是几乎所有的,由于使用天然气通过管道流动,在正常情况下,它是可以改变的参数影响声音的速度,温度,压力,气体组成等可能是。
使用的校准时,可以发挥这一作用,这些参数,超声波流量计,在不同的值的情况下,或校准?此外,通过改变温度和流体介质的声音的速度中的变化,如果进一步的实验。
(50℉)21℃高温下使用天然气,21(70℉),10℃℃标定实验用氮气(70℉),32℃(90℉)。
相对于平均校准曲线变化的影响,每个系列的校准,校准通过。
流量计校准满足的条件的再现,声速的变化的超声波流量计和所需的装置,在温度和压力的变化,也没有反应。
当用于从天然气中的液体介质的校准,切换成氮气,轻微观察到的变化是由于使用的状态方程,这两个不同的气体。
超声波流量计的校准过程中,测试结果的条件下尽可能集,这些表明可以包括在一个进一步的或不同的条件下的气态介质。
通过测量传播时间的超声波气体流量计,超声波测量天然气的原则,以处理与相关各方。
超声波流量一致的流体是小于在时间的传播方向。
两种状态,用于计算的平均流速的气体流的传播时间差。
,因为它包含的流量计的结构尺寸和传播时间只是物理,此流动方程,这是独立的(SOS)的气体流中的声音速度。
气体流量测量独立的因素会影响声音的速度中的气体的温度,压力,和气体的组合物,如:因此,通过作出的假设,它是可能的。
是值得考虑的一个不同的操作条件下的字段,如果这个假设是不正确的,超声波流量计校准的有效性。
首先,测定声速的气体的超声流量计中,如果有几个次要效果独立,它可能是由于以下原因。
超声波流量计常见故障原因与处理方法 流量计常见问题解决方法
超声波流量计常见故障原因与处理方法流量计常见问题解决方法超声波流量计常见故障原因与处理方法.故障现象:流速显示不正常数据猛烈变化原因分析: 传感器安装在管道振动大的地方或更改流态装置(如调整阀、泵、缩流孔的下流)解决方法: 将传感器装在阔别振动源的地方或移至更改流态装置的上游2.故障现象:读数不正确原因分析 :A.传感器装在水平管道的顶部和底部的沉淀物干扰超声波信号.B. 传感器装在水流向下的管道上,管内未充分流体。
解决方法: A.将传感器装在管道两侧 B.将传感器装在充分流体的管段上3.故障现象:读数不正确原因分析: A.使流态强列烈波动的装置如:文氏管、孔板、涡街、涡轮或部分关闭的阀门,正好在传感器发射和接收的范围内,使读数不精准。
B.流量计输入管径与管道内径不匹配。
解决方法: A.将传感器装在阔别上述装置的地方,传感器上游距上述装置 30D,下游距上述装置10D或移至上述装置的上游。
B.修改管径,使之匹配4.故障现象:传感器是好的,但流速低或没有流速原因分析: A.由于管道外的油漆、铁锈未清除干净。
B.管道面凹凸不平或安装在焊接缝处。
C.管道圆度不好,内表面不光滑,有管衬式结垢。
若管材为铸铁管,则有可能显现此情况。
D.被测介质为纯洁物或固体悬浮物过低。
E.传感器安装纤维玻璃的管道上。
F.传感器安装在套管上,则会减弱超声波信号。
G.传感器与管道耦合不好,耦合面有缝隙或气泡。
解决方法: A.重新清除管道,安装传感器。
B.将管道磨平或阔别焊缝处。
C.选择钢管等内表面光滑管道材质或衬的地方。
D.选用适合的其它类型仪表。
E.将玻璃纤维除去。
F.将传感器移到无套管的管段部位上。
G.重新安装耦合剂。
5.故障现象:当掌控阀门部分关闭或降低流量时读数反会加添原因分析: 传感器装的过于靠近掌控阀下游,当部分关闭阀门时流量计测量的实际是掌控阀门缩径流速提高的流速,因口径缩小而流速加添。
解决方法 :将传感器阔别掌控阀门,传感器上游距掌控阀30D或将传感器移至掌控阀上游距掌控阀5D。
超声波流量计五种常见故障解决方法
超声波流量计五种常见故障解决方法超声波流量计是一种流量计量技术,它利用超声波对流体进行测量,可以测量液体、气体等流体的流速和流量。
在使用过程中,超声波流量计也会出现一些故障,影响流量计的精度和稳定性。
本文将介绍超声波流量计常见的五种故障以及相应的解决方法。
1. 声速传输时间偏差声速传输时间是超声波流量计的关键参数之一,它影响到测量精度。
如果声速传输时间偏差过大,会导致流量计的测量结果不准确。
造成声速传输时间偏差的原因可能是超声波传感器安装不当或者超声波传感器所处的环境变化。
解决方法如下:•检查传感器的安装是否符合要求•调整传感器的位置,避免环境因素的影响•对超声波传感器进行校准2. 液体中杂质过多在测量液体的过程中,液体中存在着杂质,如气泡、沉积物等,会影响超声波的传播和接收,降低测量精度。
解决方法如下:•定期清洗超声波传感器以及管路•预处理流体,例如过滤、除泡3. 管路设计不合理管路的设计会影响到流体的流动状态,进而影响测量结果。
如果管路的设计不合理,会出现回流、静态流等问题。
解决方法如下:•设计合理的管路系统•增加流量计局部阻力•调整管路中的流体流动状态4. 超声波传感器的磨损超声波传感器在长时间运行中会出现磨损,降低测量精度。
解决方法如下:•定期更换超声波传感器•在传感器使用前后进行校准,以检测传感器的磨损情况5. 数据异常在使用过程中,可能会出现数据异常等问题,导致测量结果不准确。
解决方法如下:•检查流量计的工作状态•检查测量管路及其接口•检查数据传输的稳定性在使用超声波流量计的过程中,以上五种故障是比较常见的问题,需要我们及时发现并及时解决,以保证流量计的正常运行。
超声波流量计在日常使用中会出现的问题以及解决方案
超声波流量计在日常使用中会出现的问题以及解决方案超声波流量计是一种广泛应用于工业领域的仪器,可对各类液体的流量进行非接触式测量。
但是在日常使用中,可能会出现一些问题影响其正常工作。
本文将对超声波流量计在日常使用中可能出现的问题进行总结,并提出相应的解决方案。
问题一:误差较大使用超声波流量计进行测量时,可能会出现误差较大的情况。
导致这种情况的原因有很多,比如测量环境的变化、电池电量的降低、传感器的损坏、波束的散射等等。
为了解决这个问题,我们可以采取以下措施:•清洁测量仪器及周围环境•更换电池或及时充电•更换损坏的传感器•调整波束角度,减少波束的散射问题二:测量的稳定性不够超声波流量计在测量时,可能会出现测量的稳定性不够的情况。
这通常是由于测量环境的因素影响造成的,比如水流速度的改变、水压力的变化等等。
要解决这个问题,可以采取以下方法:•安装阀门,控制水流速度•设置高于预期的数量级测量范围问题三:信号失真或不存在当我们使用超声波流量计进行测量时,有时可能会出现信号失真或者信号不存在的情况。
这可能是由于探头故障、传感器损坏或者电路损坏等原因造成的。
要解决这个问题,可以采取以下方法:•更换探头,对于老旧探头的超声波流量计应该及时更换,以免影响准确性•更换传感器•检查电路是否有损坏或松动问题四:降低噪声的影响超声波流量计也容易被周围环境的声音和震动影响,导致测量不准确。
为了解决这个问题,我们可以采取如下措施:•对使用场合进行合理的安排,避免噪声污染•尽量将仪器安装在远离噪声的地方•使用吸音材料来降噪问题五:温度变化对测量的影响超声波流量计的工作受到温度变化的影响较大,而高温或低温对其工作稳定性影响也很大。
对于这个问题,我们可以采取以下方法:•使用高温或低温型的超声波流量计•合理安装仪器,尽量避开高温或低温的环境•选用稳定性更高的超声波流量计综上所述,超声波流量计在日常使用中可能会出现多种问题,但这些问题也都有相应的解决方案。
影响气体超声波流量计计量精度的主要因素
影响气体超声波流量计计量精度的主要因素
1、信号因素
气体超声波流量计获得的全部流动信息都是通过超声信号得到的,因此超声波气体超声波流量计设计的关键内容之一,就是处理每一路超声信号,确保信号质量能够满足精确测量传播时间的要求。
另一个关键指标,就是自动增益控制,AGC越小越好,说明超声波气体超声波流量计的使用效果越好。
2、噪声因素
超声波是一种频率高于20kHz的机械波,如果介质中存在噪声,且该噪声大于20kHz的频段,就有可能导致换能器检测单位无法正常分辨工作脉冲信号和噪声,进而影响气体超声波流量计的计量精度。
在天然气企业输配气生产中,噪声的来源主要有压力或流量调节阀、流过管道的高速气流、突出的探头和整流器等。
为了减少噪声,在气体超声波流量计安装时应保证气体超声波流量计上游的最短直管段长度为10D(管道直径),下游最短直管段长度为5D。
此外,信噪比(S/N)指标也可以用来衡量超声波气体超声波流量计的应用可靠性,信噪比值越大,说明超声波气体超声波流量计的使用效果越好。
3、气质因素
其一,当含有水、固体杂质或其他脏物的天然气流过超声波气体超声波流量计时,会将脏物堆积在气体超声波流量计表体管道内和超声波
换能器探头上,从而影响气体超声波流量计计量的准确性和稳定性。
其二,天然气气质组分变化波动较大,会造成计量数据的波动。
4、气体超声波流量计算机因素
在天然气计量系统中,气体超声波流量计算机接收压力变送器、温度变送器传输过来的模拟信号,经信号转换,按照相关计算方法进行标况体积气体超声波流量计算。
因此,气体超声波流量计算机的信号转换,以及压缩因子的计算方法和计算程序等也影响气体超声波流量计的计量精度。
超声波流量计常见故障原因分析及处理措施
超声波流量计常见故障原因分析及处理措施
1、超声波流量计原理及作用
超声波流量计主要是利用流体流动速度来检测实际流量的速度,能得到准确的天然气通过量,并推出整体天然气的存储量。
在实际应用中,超声波流量计能将日常状态下的天然量转换为标准状态下的天然量,进而得到精准的气体产热量。
2、超声波流量计常见故障原因分析及处理措施
(1)声速发生报警。
超声波流量计在正常工作中,如果所检测的声速值超过标准预设值,将会出现黄色报警信号;当超过标压值后,会出现红色报警信号。
工作人员可采用更换超声波流量计内部换能器的处理措施。
(2)声道增益过大报警。
当换能器所检测的信号较低时,会将报警信息传输到不同系统通道中,会导致控制面板出现问题。
工作人员应检测换能器的工作效率和控制面板的使用周期,如果超过使用周期后,需要进行更换。
超声波流量计不正常的现象和故障分析
超声波流量计不正常的现象和故障分析超声波流量计是一种常用的流量测量仪器,适用于各种液体介质的流量测量。
但是在使用过程中,有时会出现一些常见的问题,导致测量数据不准确或者无法正常工作。
本文将分析超声波流量计常见的故障现象及其解决方法。
故障现象1. 信号不稳定超声波流量计的工作原理是通过发射超声波向流体介质中传输,通过接收到反射回来的超声波来测量流体介质的流速和流量。
如果信号不稳定,测量结果会受到影响。
导致信号不稳定的原因可能是:•接收器或发射器故障•测量介质的温度或压力变化•测量介质中含有气体或泡沫2. 测量值不准确超声波流量计的测量值主要受到流体介质的影响,如果测量值不准确,则有可能是以下原因导致:•测量时超声波遇到悬浮物或沉积在管壁上的污垢•发射和接收器之间存在物理干扰•测量介质的物理特性发生变化(例如温度和密度)3. 无法正常工作有时超声波流量计会出现无法正常工作的情况,如无法通电或无法采集测量数据。
此时,可能是以下原因之一造成的:•超声波流量计电源故障•测量系统接线松动、短路或断开•测量介质不符合要求或流量计未正确安装故障分析及解决方法1. 信号不稳定•检查超声波流量计的发射器和接收器是否故障或者损坏,如果是,及时更换或维修。
•检查测量介质的温度和压力是否稳定,在温度变化大的环境中建议使用补偿器来精确衡量流量。
•如果测量介质中含有气体或泡沫,可以使用波纹管或气体分离器,在测量位置设置冲洗管,能够有效地消除气体和泡沫。
2. 测量值不准确•定期清洗管壁,除去悬浮物和厚积的污垢等物质。
•确保测量介质中无气体和泡沫,并且更换不合适的测量介质,以免干扰测量。
•测量时,避免物理干扰,可以选择不同的安装位置或更改发射和接收器的位置,使测量更精确。
3. 无法正常工作•首先确保超声波流量计有电,如有需要请更换或修复电源。
•检查测量系统的接线是否松动、短路或断开,需要重新连接,或者修复断路。
•当超声波流量计无法正常工作时,可以通过调整测量介质的流量和速度,或者重新安装流量计来检查有无故障。
超声波流量计计量比对主要误差分析及消除措施
超声波流量计计量比对主要误差分析及消除措施发布时间:2021-12-29T03:01:29.515Z 来源:《中国科技人才》2021年第25期作者:刘建春[导读] 气体超声波流量计因其具有无可动部件、无阻力件、无压损、量程比宽、准确度高、全自动化、可测量双向流等特点,超声波流量计在天然气计量领域得到迅猛发展。
然而气体超声波流量计在计量的过程中存在多方面的误差,本文通过对某场站气体超声波流量计运行参数及计量数据进行统计对比分析,找出产生误差的主要因素,并就如何尽可能消除误差因素提出了相关的建议。
国家管网集团榆济管道有限责任公司山东济南 250014摘要:气体超声波流量计因其具有无可动部件、无阻力件、无压损、量程比宽、准确度高、全自动化、可测量双向流等特点,超声波流量计在天然气计量领域得到迅猛发展。
然而气体超声波流量计在计量的过程中存在多方面的误差,本文通过对某场站气体超声波流量计运行参数及计量数据进行统计对比分析,找出产生误差的主要因素,并就如何尽可能消除误差因素提出了相关的建议。
关键词:超声波流量计;计量对比误差;消除措施前言气体超声波流量计是20世纪90年代后期才成熟起来的一种新型流量计,因其具有无可动部件、无阻力件、无压损、量程比宽、准确度高、全自动化、可测量双向流等特点,超声波流量计在天然气计量领域得到迅猛发展。
根据检测的方式,气体超声波流量计可分为传播时间差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法等不同类型的气体超声波流量计。
其中在气体超声波领域用得最多的是传播时间差法,即时差式气体超声波流量计。
超声波流量计在计量精度、可靠性、压力损失、维护费用以及制造成本等方面相比其他计量器具都有自己独到的优势,特别是在天然气输送领域,超声波流量计已有成为最佳选择的趋势。
然而气体超声波流量计在计量的过程中也是存在多方面的误差,这影响了计量精度,有必要找出产生误差的主要因素并针对性解决。
1超声波流量计的优缺点1.1优点由于超声波流量计特殊的结构,它具有以下优点:(1)安装维修方便超声波流量计较其他流量计安装方便,尤其对大口径的计量系统,这一优点更加突出。
超声流量计零点漂移的影响因素及预防措施
超声流量计零点漂移的影响因素及预防措施超声流量计是一种广泛应用于工业领域的流量测量仪器,它能够准确地测量管道内流体的流量,并且具有非接触式、无污染、使用方便等优点。
然而,超声流量计在使用过程中会出现零点漂移的现象,这给流量计的准确性和稳定性带来了一定的影响。
本文将探讨超声流量计零点漂移的影响因素及预防措施。
一、影响因素
1. 温度变化:温度的变化是导致超声流量计零点漂移的主要因素之一。
由于超声波传播速度受温度影响较大,当环境温度发生变化时,超声流量计的零点也会发生漂移。
2. 气泡及颗粒物质积聚:管道内的气泡和颗粒物质会影响超声波的传播,导致超声流量计的零点漂移。
3. 电源干扰:电源电压不稳定或受到其他电磁干扰时,会使超声流量计产生零点漂移。
二、预防措施
1. 定期校准:对超声流量计进行定期校准,校准后及时记录零点数据,以便及时发现零点漂移并进行调整。
2. 温度补偿:在安装超声流量计时,设置合适的温度补偿参数,可以减小温度变化对零点的影响。
3. 清洁维护管道:定期清洁管道内的气泡和颗粒物质,保持管道内清洁,减少零点漂移的发生。
4. 避免电磁干扰:超声流量计安装时要远离电源和其他可能产生电磁干扰的设备,避免电源干扰对零点的影响。
通过以上措施的合理应用,可以有效降低超声流量计零点漂移的发生,提高流量计的准确性和稳定性,确保流体流量的准确测量。
希望本文对您有所帮助。
超声波气体流量计检测精度影响因素分
超声波气体流量计检测精度影响因素分摘要:随着国家煤改气工程的推进,对天然气管道运输及测量技术的要求也越来越高。
超声波流量计因测量稳定、压力损失小以及安装简便等特点使其在石油化工、冶金、电力等工程领域的应用越来越广泛。
在当今多种超声波流量计中,时差法超声波流量计是应用最为广泛的,其检测原理是计算声道传播路径上的平均速度,并通过修正系数补偿的方式来得出管道的截面速度。
然而,超声波流量计的测量精确度会受到诸多因素的影响,如输送流体的性质、管道内流体雷诺数、流量计的安装位置和声道位置等,这些参数的变化都会对超声波流量计测量时间差造成影响。
关键词:超声波;气体流量计;检测精度;影响因素1导言随着天然气运输贸易的发展,天然气需求量将越来越高。
当前运输天然气最常见的方式就是通过管道运输,因此对天然气输送量的精确监测对于预防管道泄漏等安全事故有着重要意义。
而从当前研究文献来看,关于超声波流量计在天然气流量测量中的精度影响因素报道比较少见。
天然气由于密度、黏度均低于空气,因此在相同实验条件下其管道内流体速度分布也会有很大区别。
2检测原理2.1超声波流量计测量原理图1所示为基于时差法的双声道超声波流量计的测量原理。
图1 测量原理原理图通过流量计上、下游探头来测量超声波在气体管道的顺流、逆流响应时间,得出体积流率的计算公式如下:式中,vm———管道截面速度vL———声道上流体平均线速度L———流量计探头之间的声道长度t1和t2———分别表示管道内流体顺流、逆流的传播时间θ———声道与管道轴线的夹角Q———管道内流体的体积流量A———管道的横截面积K———修正系数2.2管道内气体速度分布由于气体的黏度作用,管道截面处流体速度呈梯度分布,管道中心轴线处流速最高,贴近管道壁面处流速为0,当管道内任意位置截面处气体速度分布情况相同,则认为气体流动达到充分发展。
根据雷诺数大小可以将流体流动状态分为2种,即层流状态和湍流状态,如图2所示。
气体超声流量计使用中应考虑的影响因素
气体超声流量计使用中应考虑的影响因素
于被测介质内部由于高速度、大压差等减压设备造成的超高频噪声,尤为敏感,从而影响到该种流量计的正常运行,为了确保超声流量计的正常工作,最为有
效的方法就是远离噪声源或咨询制造厂家。
(6)整流器的作用
一般来说,安装整流器可以在一定程度上改善超声流量计上下游的测量条件,因此也有助于提高测量结果的准确性,尤其是对单声道超声流量计而言,其效
果可能会更为明显。
但是,如果整流器造型不当,加工质量不高,或者安装及使用
维护不妥,又有可能增大测量偏差而造成事与愿违的后果。
因此,在超声流量计
应用现场的设计及安装过程中,必须具体问题具体分析。
也就是说,应当针对所
选流量计的种类、上游流态的畸变形式、严重程度以及对流量测量准确性要求
的高低来决定是否安装那种形式的整流器。
(7)流量计的安装方式
从理论上讲,气体超声流量计可以采用水平、垂直和倾斜等任意安装方式,并且可以沿表体管道边轴线作任意旋转。
但是,在实际的安装过程中应当主要考虑
到以下3 个方面的因素:①流量计(特别是其中的超声换能器)是否便于检测和维修;②超声换能器是否易受气流中杂质和积液的影响;③时至目前,任意安装方式
是否可实现严格意义上的完全等精度测量尚未得到充分的实验验证。
因此, GB/T18604—2001 用气体超声流量计测量天然气流量标准推荐采用水平安装这种常规方式。
3现场使用、维护及管理
(1)关于定期检测
定期检测是提前预防和及时消除仪表故障的有效手段。
如果定期检测的。
超声波流量计影响因素的分析及对策
第7卷第4期2009年12月中 国 工 程 机 械 学 报CH I N ESE JOU RNAL O F CONS TRUCT ION MAC HIN ERY Vol.7No.4 Dec.2009作者简介周爱国(3),男,副教授,工学博士2z @j 超声波流量计影响因素的分析及对策周爱国,阮杰阳,刘 凯,陆敏恂(同济大学机械工程学院,上海 201804)摘要:气体超声波流量计在信号、硬件电路、流场等因素的问题,严重制约了产品的计量精度、稳定性、重复性等基本指标,制约了产品化的发展.分别从上述三方面深入研究了超声波流量计影响因素,并提出一些针对性的解决方法,对今后深入研究超声波流量,提高流量计的适应性和精度具有实际作用.关键词:超声波;气体流量计;影响因素;适应性中图分类号:TN 912 文献标识码:A 文章编号:1672-5581(2009)04-0469-05An al ysis a n d s t r at eg y f o r i mp acts o n ul t r as o nic f l ow met er sZHOU Ai 2g uo ,RUAN J i e 2y a ng ,L IU Kai ,L U Mi n 2x u n(Coll ege of Mechani cal Engi neeri ng ,Tongji Universit y ,S hanghai 201804,Chi na)A b s t r act :The p roduct meas ure ment p recis ion ,s tabili t y and ro bust ness are cri tically co ns t rai ned b y s uch fact ors as sig nal ,hard ware ci rcui t an d flow field on ult ras onic gas flow met ers.T he imp acts an d s olut ions a re sp ec ul at ed bas ed on t he besp o ke fact ors .T herefo re ,t his ap p roach p aves a ven ue for imp rovin g th e adap t a 2bilit y an d p recisio n of flow met e rs.Ke y w or ds :ult ras onic w ave ;gas flow mete r ;impact ;adap tabilit y 超声波气体流量检测技术是近年来流量检测领域的一个亮点,从目前在中、大口径管道气体流量计量中的应用情况来看,超声波流量计在计量精度、可靠性、压力损失、维护费用以及制造成本等方面相比其他计量器具都有自己独到的优势,特别是在天然气输送领域,超声波流量计已有成为最佳选择的趋势[1].气体的超声流量测量存在传播衰减大、信号不稳定、信噪比提高受制约、声透射率不稳定、声学噪声干扰和气体流场不稳定等严重问题,液体超声波流量计中已经成熟的信号处理方式根本不适于气体测量领域.由于以上问题的存在,严重制约了产品的计量精度、稳定性、重复性等基本指标,制约了产品化的发展[2].1 信号因素分析1.1 超声波的衰减特性超声波在非理想的媒介中传播时,会出现声波随着距离增加而逐渐衰减的物理现象,产生了将声波转换为热耗散过程,这就称为媒质中的声衰减,或叫做声吸收.引起媒质对声波吸收的原因很多,主要有粘滞吸收和热传导.根据声吸收的通用公式[3]:α=αχ+αη1+αR (1)式中:α为声衰减系数;αχ为声的热传导系数,αχ=ω22ρ0c3χ1c V -1c p ,ω=2πf ,f 为超声波发射频率,ρ0为传:197-.E mail :houai guo to ng 中 国 工 程 机 械 学 报第7卷 播媒介密度,c 为声波传播速度,χ为热传导系数,c V 为比定容热容,c p 为比定压热容;αη1为声的粘滞吸收系数,αη1=4ω26ρ0c 3η1,η1为切变粘滞系数;αR 为声的容变吸收系数,αR =ω22ρ0c3η2,η2为容变粘滞系数.将αR ,αη1和αχ的表达式代入式(1)可得α=ω22ρ0c343η1+χ1c V -1c p +η2令A η1=8π2η13ρ0c 3,A χ=2π2ρ0c 3χ1c V -1c p ,A R =π2η22ρ0c3,得α=f 2(A η1+A χ+A R )(2) 在常温常压下,空气的容变粘滞系数为:η2=1.7×10-3N s m -2,空气的密度为ρ0=1.21kgm -3,声波在空气中的速度为:c =344m s -1.将η2,ρ0,c 代入A R 计算式可得:A R =1.624×10-10s 2m -1.查表得[4]:在常温常压下,空气的A η1=0.99×10-11s 2m -1,A χ=0.38×10-11s 2m -1.本系统采用f =200kHz.将A η1,A χ,A R ,f 代入式(2)可得:α=7.04.超声波在介质中传播时,由于声波的扩散、散射和吸收,其衰减特性满足下式:P (x )=P 0e -αx (3)式中:P (x )为传输距离x 处的振幅;x 为接收探头到发射探头的距离;P 0为声压初始振幅(x =0).1.2 超声波衰减验证实验从图1可知,本系统采用200kHz 的超声波发生器,信号经过放大和滤波环节后,用示波器观察信号的电压峰值.图1 超声波衰减实验框图Fi g.1 U ltr as onic w a ve w ea ke n e xpe rime nt dia gra m由图2可以看到当探头距离小于30cm 时,理论曲线和实际曲线接近重合,当距离大于30cm 以后,实际信号曲线的斜率比理论斜率小,存在的原因是采集电路上存在固定的周期性的噪声干扰,当探头距离逐渐变大时,接受电路的信噪比降低,如图3为收发探头相距35cm 处信号采样,可见此处的信噪比为10∶1.图2 超声波信号衰减图Fi g.2 U lt ra sonic wa ve si gn al a tte nuat ion c hart 图3 35cm 处实验信号和噪声图Fi g.3 Exper ime nt signal and noise c ha rt in 35cm1.3 超声波探头的选择超声波传感器又称为超声波换能器或超声波探头,在系统中它完成了高频声能与电能之间相互转化.按能量转换原理,超声波换能器可分为磁性换能器和电性换能器.本课题采用的超声波传感器是电性换能器,属于压电式[5].频率选择,首先要考虑在最大传播距离内,接收器能接收到足够声压与强度的超声波信号其次还要考虑超声波振动因机械效应、热效应、化学效应、生物效应等对周围环境的影响从这两个方面来说,由式074.. 第4期周爱国,等:超声波流量计影响因素的分析及对策 (2)可知,超声波的衰减系数与超声波频率的平方成正比,空气中超声波频率越小越好,但是考虑到气体流量检测精度,超声频率越大越好,而太大的超声频率又将造成过大的信号能量衰减.将二者折衷考虑,气体超声波流量计的超声波传感器的振荡频率选择在100~200k Hz 的范围内为最佳.本系统选用200kHz 的收发一体的探头[6].2 硬件因素分析2.1 计时模块因素时差法超声波流量计的计量精度主要在于超声波顺逆流的时间的计时精度,本系统综合得出的气体流速计算式为v =(t 2-t 1)L t -11t -12arccos θ(4)式中:t 1为顺流超声波渡越的时间;t 2为逆流超声波渡越时间;L =20cm ,L 为超声波发射和接收探头之间的渡越距离;θ=30°.根据式(4)计算得出:1μs 的计时差就会产生25cm s -1的速度差,如果采用分辨率更高的专用计数模块可以提高流速测量的分辨率,但是成本也会大幅度地提高.信号检测电路的设计方式也会对测量精度产生巨大的影响,由于超声波声强波形大小会在外界情况的变化下发生变化,采用普通门槛式检测方式会产生Δt 的误差.2.2 计时模块的改进设计采用高速高精度的计数硬件方法,可以提高超声波流量计的精度,本系统采用50M Hz 时钟的FP GA (现场可编程逻辑门阵列)芯片,内部带有锁相环(PLL )电路,可以将系统频率提高到100MHz.既能实现高精度的计数,计时分辨率为10ns ,速度分辨率为2.5m m s -1;同时也能实现系统后续的数据处理和系统控制,从总体上降低系统的设计成本.采用零点检测电路,将信号的计时截至时间定位图4中画圈处,用示波器观察的结果,如图5所示.图4 超声波检波波形图Fig.4 Ult r asonic w a ve detec tion c hart 图5 超声波过零检波波形图Fig.5 Ult r as onic w ave ze r o cr ossing de tection ch ar t观察图5,可见该电路设计能够消除因为信号不稳定而造成的误差Δt ,实现信号的过零检测.3 流场因素3.1 流速因素当流体流速比较小的时候,在工程上可以近似认为超声波射线是沿直线传播的.但是对于高速气体流量而言,这种差别是不能忽视的.假设管道直径为50m m ,声速和管壁的夹角为45°,声速为340m s -1,在流速为15,20,30ms -1时,对应声束偏移为6.24,8.32,12.50m m ,这样大的偏移距离已经和探头的半径相当,收到的信号幅值被严重削弱.如图6所示,当流体速度增加时,超声波的有效接受面积变小了,使接受信号强度变小.3 弯管对流场的影响上述所提及的充分发展的层流和紊流数学模型,实际情况往往不能和理想的数学模型相吻合气体需174.2. 中 国 工 程 机 械 学 报第7卷 经过相当长的直管段才能得到充分发展.全美气体联合会(A GA )发表的标准《A G A -9》建议在流量计的上游保留10倍管径的直管,下游保留5倍管径的直管.但即使如此,由于弯管所造成的流场分布不均匀,有报告指出可以传递到弯管后部22倍管径处[7].弯管引起的二次流动,其产生原因是弯管内外侧曲率不同.当内部流体微团运动时,由于离心力的不同,在管道截面上产生一个力场,从而推动流体微团产生径向运动.流动速度越快,管道弯曲半径越小,在管道内部的二次流强度越大,只有当流体由于内摩擦,并且失去了借以维持二次流的动力来源,其强度才会逐渐衰减.图7为理想的轴对称紊流和非对称紊流的流速分布图.由于流速分布的不对称,不能完全按照原理论数学模型进行流量的计算.实际上流量修正系数需要通过实验进行确定.图6 信号路径受流速影响示意图Fig.6 Signal pat h inf luenced by fl uidvelocity 图7 理想与实际流速分布示意图Fi g.7 I de al a nd r eal veloci ty dist r ibut ion3.3 流场的适应性设计图8 流量测量管道模型Fi g.8 Pipe m odel of fl ow me asu re ment 流量测量管道模型见图8,图中γ为超声波探头连线在管道横截面上的投影与管道横截面y 轴方向的夹角,L 为超声波探头连线中心到弯管出口的距离,D 为管道直径.通过应用流体仿真软件FL U EN T 的仿真结果,可以发现在流场保持不变的情况下,由于弯管的影响导致管道内的流速x 轴方向上的分布和y 轴方向上的分布是完全不一样,而且随着下游距离的变化,各截面流场的分布也是不一样的.在仿真的基础上,针对本管道特征,在理论上采用γ=90°,L =9.2D 和γ=70°,L =8.5D 都能以较小的流量误差来测量流道的真实流量值.实际安装过程中可以根据不同的安全要求选择合适的γ和L 的组合.4 结语通过分析以上各点的影响因素,可见超声波流量计需要在信号处理、硬件改进、提高安装精度、系统流场分析等方面进行更深入的研究,以提高气体超生波流量计的适应性和测量精度.本文主要在一次仪表上进行影响因素的分析,并提出了一些可实现的处理方法,但在实际设计中二次仪表的设计仍然存在很多的不稳定因素,因此还需要进行更多的研究,以提高气体超声波流量计的应用性.参考文献:[1] 杨声将,何敏,任佳.超声波流量计计量系统性能的主要影响因素[J ].天然气工业,2006,26(3):64-69.YAN G Shengjiang ,HE Min ,R EN Jia.Mai n facto rs i mpacti ng perfo rmances of ul t ras o ni cfl ow meter measurem ent system [J ].At ural G as I y ,6,6(3)66[] 李智录,杨震,张东生超声波流量计测流精度的实验研究[]西安理工大学学报,6,()6L I Z ,Y NG Z ,Z N G D T x y f f []f X ’U y f 274ndust r 2002:4-9.2.J .200221:9-72.hil u A hen H A o ngshe ng.he e pe ri me nt st ud o ul t ra so nic lo w met e r p re ci sio n J .J ou rnal o i a n nive rsit o 第4期周爱国,等:超声波流量计影响因素的分析及对策 Technol ogy ,2006,22(1):69-72.[3] 莫尔斯P M ,英格特K U.理论声学[M ].吕如榆,杨训仁,译.北京:科学出版社,1984.MOR SE P M ,IN GARD K U.Theoretical acou sti se[M].L V Ruyu ,YAN G Xunren ,Tras mat ion.Beiji ng :Science Press ,1984.[4] 杜功焕,朱哲民,龚秀芬.超声学基础[M].南京:南京大学出版社,2001.DU Gongh uan ,ZHU Zhemin ,GON G Xi ufen.The t heo ry of ul t raso nic[M ].Nanjing :Naj ing Universit y Press ,2001.[5] 陈学永.超声波气体流量计[D ].天津:天津大学,2004.C HEN Xueyo ng.Ult rasonic gas flow met er [D ].Tianji n :Tianjin Uni versit y ,2004.[6] 黄瀛.气体超声波流量计的研究[D ].上海:同济大学,2009.HUAN G Yin g.The research of ai r ult rasonic flow met er[D].Shang hai :To ngj i Universit y ,2009.[7] 鲍敏.影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D].杭州:浙江大学,2004.BAO Mi n.Research on t he m ain fact ors causing error o n measurem ent of ul trasonic gas flow met er [D ].Hangzho u :Zhejiang U ni versi ty ,2004.简讯首届工程机械博士论坛纪要 2009年12月26—27日在江苏徐州中国矿业大学学术交流中心举行首届中国工程机械博士论坛,共有21所学校45名博士和博士后参加了会议,另外,中国矿业大学的50余名在校研究生列席了会议。
超声波气体流量计检测精度影响因素分析
液%与气(
2018年第9 期
doi :10.11832/j.issn.1000-4858.2018. 09.014
超声波气体流量计检测精度影响因素分析
邵 欣 ,韩 思 奇 ,擅 盼 龙 ,马 学 彬 ,李梦月
( 天津中德应用技术大学智能制造学院,天 津 300350)
摘 要 :在天然气的管道运输过程中,提高气体流量测量的精度是提高运输效率、避免安全事故发生的 关键技术。利用流体力学仿真(C F D )方法建立组合双弯管及变径管道模型,定量计算修正系数,对双声道超 声波流量计结构和安装位置对于管道内气体速度场的影响进行研究。通过仿真得出超声波流量计的最优声 道 位 置 ,并 结 合 实 验 验 证 了 仿 真 结 果 的 可 信 性 。模 拟 结 果 表 明 ,双弯管和变径管与超声 波流量计的 安装位 置 至 少 为 10D 才能保证流体充分流动;通过修正系数随雷诺数的变化情况得出双声道超声波流量计的最优声 道位置为距管道截面中心0. 25E 处。研究结论对于不同性质气体的流量检测同样适用,为工业中气体运输 检测精度的提高以及超声波流量计的优化提供了依据。
关键词:天然气;超声波流量计;流体力学仿真;安装位置;声道 中图分类号:T H 138 文献标志码:B 文章编号=1000-4858(2018)09-0080-07
Factors Affecting Detection Accuracy of Ultrasonic Gas Flow Meter
S H A O X i n ,H A N Si-qi,T A N P a n -long,M A Xue-bin,LI Meng-yue
引言 随 着 国 家 煤 改 气 工 程 的 推 进 ,对 天 然 气 管 道 运 输
气体超声波流量计计量系统性能影响因素分析-董林虎
气体超声波流量计计量系统性能影响因素分析-董林虎气体超声波流量计计量系统性能影响因素分析董林虎栾万龙中国石油西部管道酒泉输油气分公司摘要:超声波流量计在大管径天然气计量中具有突出的优点,通过对超声波流量计计量系统性能影响因素的分析,阐述噪音、杂质、气质、组分、安装等方面对天然气计量带来的误差,找出形成误差的根本原因,改变目前超声波流量计使用性能不达标的状况,使超声波流量计得到更好的运用。
主题词:超声波流量计影响因素准确性应用管理流量是天然气生产集输中重要的参数之一。
流量测量值的准确与否,将直接影响系统运行的稳定性和交接计量中双方的经济利益。
目前国内生产的基于各种原理测量流量的流量计种类很多,如容积式流量计、涡街流量计、差压流量计、超声波流量计等。
与其他类型的流量计相比,超声波流量计具有无压力损失、性能价格比高、测量范围宽(一般可达到20:1)等特点。
传播速度差法超声波流量计的测量范围可达到300:1,已经广泛的应用于西气东输二线、川气东送等国家大口径管道。
1、天然气超声波流量计计量系统及其原理目前被广泛采用超声波流量计系统都在流量计算机辅助计算的情况下,直接输出标准条件下体积量。
天然气超声波计量系统以天然气超声波流量计为核心,以压力变送器、温度变送器、在线色谱分析仪、流量计算机为辅助计量设备构成(图1)。
图1:天然气超声波计量系统主要设备构成超声波流量计信号处理单元通过计算流量计筒体中天然气的流速,测的天然气工况条件下的流量;在线色谱分析仪、压力变送器、温度变送器分别测量天然气的组分、工况压力和温度;流量计算机接收工况流量、组分、压力、温度参数,计算得到标况体积流量和总累积量,并上传至站控系统。
超声波流量计工作原理有时差法、相位差法、频率差法等,时差法自身抗干扰能力强,准确度较高,应用最为广泛(图2)图2:超声波流量计工作原理图图中A 和B 两个传感器都能发射和接受超声波,超声波从一个传感器发射至另外一个传感器所经过的通道,称为超声波通路。
超声波流量计常见故障的原因和解决方法
超声波流量计常见故障的原因和解决方法背景超声波流量计作为一种高精度、无污染、不堵塞、适用范围广的流量计,被广泛使用于各种工业应用中。
但是,在使用中,超声波流量计也会遇到一些常见故障,包括但不限于以下几种:•测量值波动大•测量值偏小•测量值偏大•无法测量•有时能测量但有时不能测量接下来,我们将对这些常见故障的原因和解决方法进行详细的介绍。
故障原因及解决方法测量值波动大当超声波流量计的测量值波动大时,可能有以下几种原因:1.测量管道的变化流量计所测量的流速尤其敏感于流动管道内壁和管道截面积的变化。
管道磨损会增加摩擦,污垢会降低截面积,这些因素都会导致测量值发生波动。
解决这个问题的方式是在选用超声波流量计时注意管道的品质和维护,定期对管道进行清洗和检查。
2.液体的变化有些超声波流量计适用于一些特定类型的液体,而一些情况下流体的温度、压力等参数也会影响其测量值。
如果流速变化小,那么问题可能是由于温度和压力的变化所导致的。
如果流速的变化大,那么问题则可能是液体参数变化所导致的。
解决这个问题的方式是选择适合测量用途的超声波流量计,以及在操作流量计时保持温度和压力的稳定。
3.测量方法波动的原因之一可能是由于超声波流量计的安装位置和角度选择不当。
更改安装角度并重新定位可能是一个良好的解决方法。
可以在使用超声波流量计之前评估流量计的安装条件。
测量值偏小当超声波流量计输出的读数比实际流量小时,可能有以下几种原因:1.气体混入超声波测量需要一定的液体体积使声波产生波动。
如果管道中存在气泡,则这些气泡将会抵消声波,造成偏小的测量值。
解决这个问题的方式是安装气泡解决方案来提高管道内气泡的抽取率。
2.测量管道长度过短在短管道中使用的流量计很容易受到外部噪音干扰,从而产生错误测量结果,尤其是在偏离流体初始稳定状态的情况下。
因此,在使用超声波流量计时,必须选择具有足够长的管道长度,以确保精确测量。
3.管道积垢在管道中沉积的污垢可能会对超声波测量产生负面影响。
影响超声波流量计测量精度的因素和解决方法 流量计技术指标
影响超声波流量计测量精度的因素和解决方法流量计技术指标精度是测量仪表的紧要指标,在时差法超声波流量计流量测量中,误差来源紧要来自以下几方面:⑴加工精度及温度变化对机械尺寸的影响。
声路角、管道直径D、声程L等机械参数的加工精度、温度稳定性对流量的测量有直接的影响。
在测量过程中,它们会随着温度的变化而变化。
这种误差可以通过精密加工,合理选材以及合理的结构设计使影响减到最小。
⑵温度变化对流速的影响。
超声波的传播速度随流体的温度的上升而上升,因而会给测量带来误差。
流体温度变化对精度的影响可以接受温度补偿方法通过测量流体的温度和温度补偿数学模型的计算实现自动补偿。
⑶电气特性上的误差。
器件工作不稳定、计数电路精度低会给流量测量带来误差。
为了减小该误差,我们选用100MHz、高精度、高稳定性的石英晶体振荡器作为时钟基准信号,选用大规模高速可编程逻辑器件(CPLD)来实现多而杂的逻辑掌控和高精度计时功能,以达到系统的稳定性和牢靠性。
⑷回波波形变化和幅值变化带来误差该变化会使超声波流量计二值化电路的计时比较点发生变化,造成波形误差。
这种误差用硬件方法很难克服,必需借助于软件方法引入智能分析算法加以解决。
定量掌控流量计干扰误差除去方法定量掌控流量计干扰误差一般表现为:量少时加注基本精准,量多时即加注时间越长误差越大,而且误差一般呈现为负误差,即实际加注的量总是小于触摸屏上显示的本次已加注量。
定量掌控流量计干扰误差原因分析:电磁干扰会产生大量干扰信号,让PLC接收其他非流量计发出的信号,从而导致PLC的积算数值大于流量计本身发出的数据总和,所以屏幕显示值大于实际流量。
定量掌控流量计干扰误差原因分析:电磁干扰通常有三种,线路干扰,电源干扰和空间干扰。
定量掌控流量计干扰误差解决方法有:将电磁阀和流量计的线路分开,不要混在一起。
将流量计的接线表头方向朝下,和电磁阀的出线线圈错开,不要同向,错开45~90度。
或加长流量计与电磁阀距离。
超声波流量计计量性能的主要影响因素
超声波流量计计量性能的主要影响因素通过相对应的调研和实践论证,能够充分看出,在超声波流量计计量系统运行过程中,对其性能和质量造成影响的因素涉及很多方面,例如,噪声、脏污等一系列相关方面,此类因素会严重影响计量的精准性和正确率,对其正常的生产运行造成严重阻碍。
1、噪声影响因素超声波流量计计量系统中,所涉及的管路系统较多,例如,阀门、整流器,以及其他各类阻流管件等,这些管路系统在运行中会产生一定强度的噪音,由于系统运行环境复杂,常伴有其他设备组件发出的噪声,故很难对现场噪声进行准确的判断,基于此类问题的出现,会对计量效率和质量产生较大影响。
从噪声源层面来讲,主要包含高速流过管道的气流、突入的探头及整流器、流量调节阀等。
通过对流量计运行原理分析可知,当超声波流量计额定与工作频率保持在一致范围内时,就会对超声波脉冲探测质量及传输精准性产生严重影响,致使体积流量测量工作无法正常进行,甚至会产生较大误差。
由于超声波流量计会对降压元件运行过程中所出现的噪声特别敏感,一些低噪声阀门会对超声波流量计产生更严重的影响,限制其性能的正常发挥。
在降噪处理实践之中,一般是通过相关技术的运用,将噪声控制在人耳可接受的范围内,但是这个范围在超声波流量计计上显示出的声谱范围不同,存在较大的差异性,因而使计量效果受到深远影响。
2、脏污堆积因素在超声波流量计量系统的运行过程中,因为现场有很多的含水、硫化铁粉末或其他脏污的天然气,这些物质会流过超声波流量计,在这样的情况下就会导致脏污逐渐堆积在流量计表体管道内部或者在超声波的探头上附着,在这样的情况下,对超声波的计量精准度和正确率都会造成严重的影响。
具体来说,其影响主要体现在以下几个方面。
首先,会导致流量计内部的有效内径被严重的减少,出现比较严重的堵塞情况,然后进一步增高流量计的具体读数。
其次,脏污在超声波探头表面长时间的堆积,会导致传输时间出现比较明显的缩短,使流量计读数偏高。
同时如果流量计的内部被严重地腐蚀,在对其进行清理之后,就会在很大程度上增加流量计的内径。
超声流量计零点漂移的影响因素分析及解决方案
超声流量计零点漂移的影响因素分析及解决方案超声流量计是工业领域常用的一种流量计,它通过超声波来测量管道中的流速,具有测量准确、不易受介质影响等优点。
然而,在使用过程中,经常会出现零点漂移的情况,影响了测量的准确性。
本文将分析超声流量计零点漂移的影响因素,并提出相应的解决方案。
零点漂移是指在无流量情况下,流量计的测量数值发生了偏差,不再显示零点值。
造成零点漂移的因素有很多,主要包括以下几个方面:1. 传感器老化:超声流量计传感器长时间使用后,会出现老化现象,影响了传感器的准确性,导致测量结果的偏差。
2. 温度影响:温度的变化会影响超声波在介质中的传输速度,从而导致计量结果的误差,特别是在极端温度下更容易引起零点漂移。
3. 安装位置:超声流量计的安装位置不当,例如在弯头、支架等位置容易受到流体振动和涡流的影响,导致零点漂移的发生。
对于超声流量计零点漂移问题,我们可以采取一些解决方案来有效解决:1. 定期维护:定期对超声流量计进行维护保养,保持传感器的清洁和正常使用状态,延长使用寿命,减少零点漂移的发生。
2. 温度补偿:在超声流量计的测量过程中,可以对温度进行实时监测,并进行温度补偿,减少温度变化对测量结果的影响。
3. 合理安装:在安装超声流量计时,应选择合适的位置,避免受到外部干扰,减少涡流和振动对测量的影响,防止零点漂移的发生。
综上所述,超声流量计零点漂移是影响流量测量准确性的重要因素,需要引起重视并采取相应的解决方案来解决。
通过定期维护、温度补偿和合理安装等措施,可以有效减少零点漂移的发生,提高超声流量计的测量精度和稳定性,保证工业生产过程的正常运行。
希望以上分析和解决方案能对超声流量计的使用和维护提供帮助。
气体超声波流量计精度影响因素分析
气体超声波流量计精度影响因素分析气体超声波流量计的精度受多种因素影响,以下是对这些因素的详细分析:一、设备本身的因素1.几何尺寸与传感器位置:o气体超声波流量计外壳的几何尺寸和超声波传感器位置参数的精度会直接影响测量精度。
任何微小的尺寸偏差或传感器位置不当都可能导致测量误差。
2.一体化技术与设计:o气体超声波流量计采用的一体化技术及其整体设计水平也是影响精度的关键因素。
设计合理的流量计能够减少内部误差,提高测量准确性。
3.电子元件与信号处理:o流量计内部的电子元件质量、稳定性以及信号处理能力也会对其测量精度产生影响。
高质量的电子元件和先进的信号处理算法能够提高流量计的测量精度。
二、环境条件与气体物性1.温度与压力:o温度和压力是影响气体超声波流量计精度的重要环境因素。
由于声速与温度、压力等环境因素密切相关,因此环境条件的变化会直接影响测量结果。
在实际应用中,需要对这些环境因素进行准确的监测和控制,以减小对测量精度的影响。
2.气体物性:o气体的密度、粘度和温度等物性参数也会影响气体超声波流量计的测量精度。
在测量之前,需要对待测气体的物性进行正确的测量或估算,以便在测量过程中进行修正和补偿。
三、安装与维护因素1.安装位置与朝向:o气体超声波流量计的安装位置和朝向对其测量精度有重要影响。
安装时应确保流量计处于水平位置,且传感器的朝向正确,以减少因安装不当导致的测量误差。
同时,上下游直管段的长度也需要符合设计要求,以保证流体流速分布的均匀性。
2.噪声与干扰:o气体中的噪声和外界的高频干扰源(如变频器、高压电机等)会干扰超声波信号的传输和接收,从而影响测量精度。
因此,在安装时应尽量远离这些干扰源,并采取必要的抗干扰措施。
3.耦合剂与探头:o耦合剂的性能和使用方式也会影响气体超声波流量计的测量精度。
合适的耦合剂能够减少声波的衰减和散射,提高信号的传输质量。
同时,探头的安装方式和精度也会影响测量结果。
在安装时,应确保探头与管道壁之间的耦合良好,且探头的安装位置和角度准确。
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气体超声流量计量影响因素分析及措施
作者:沈文奇
来源:《环球市场》2019年第07期
摘要:现阶段,在我国天然气的应用呈现出比较迅速的发展姿态,在社会生产的各个方面都有应用,超声流量计作为一种计量部件,由于其精度高以及测量范围比较广,可以重复使用等优点,因此成为当前大口径天然气长输管道所应用的流量计,同时有着很好的效果。
但是,在实际的应用中还有很多影响因素,这就需要相关管理部门在实际的应用中定期对其实施检修,将相应的干扰因素排除,这样才能够最大化的确保超声流量计应用的准确性。
关键词:气体超声流量计量;影响因素;措施
一、超声流量计的工作计量方法
通常,超声流量计其自身的计量方式主要有三种,第一是时差法,该方法是在应用中使用主要在传播过程中发生的速度差所产生的时间差来计算流体速度。
其中,一个超声讯号两个声波的发送器和接收器之间的传输,同时管道相应的补角能奉承,然后潮流中,下游的超声波对其作用速度会变快,生情况但是上流一定的延迟的情况出现,但这种方式采用了内部的流体可以衡量。
第二种是相位差。
当通常出现相位差时,可以使用相位差度量来推测流体的流量。
沿着声波沿着管道轴线的方向,通常受流体因素的影响,所以下游的声波传播会出现偏离。
脱离的声波的方向和流速是可以在正方向的关系上出现的,从而实现对流体的合理的计量。
第三,频率差法。
在超声波的传输中,如果流体产生不均匀的情况,声波会因为这样的情况而散射。
当相对于流体和发射器存在相对运动时,在此发射的信号散射之后接收的信号也可以大量移动,并且这种方式可以实现对流体的合理计数值。
二、气体超声流量计量影响因素
(一)管路安装
通常,流量计的入口位置的流体速度分布可以存在恒定的奇变度,而流量计的奇怪补偿能力和流量计的测量误差的大小具有非常重要的关系。
因此,气体超声波流量计与应用相邻的管段中的电阻流进行前后的管段的安装和流量计有较大的连接。
(二)噪声干扰
计量装置的设计和安装的初期,高速气体在管道系统中整流器、阀门等各种类型的抵抗管引起的噪音干扰,但考虑到现场的劳动状况条件正在发生变化(例如,流量、压力、温度),压缩机补贴电力下的噪点的振动噪声等各种因素的大小难以确定。
在现阶段,我国天然气计量系统的噪音污染的来源,主要是汇率铁棒、压缩器、整流器、节流腔,调整腔等,这些影响因
素中,节流腔、调节腔等节流部件造成的噪音污染,对超声波流量共影响最普通。
与超声波脉冲的范围类似,该超声波脉冲的检测可以干扰对传输时间的测量。
(三)脏污堆积
水、灰尘、油污和其他肮脏的天然气经过超声波流量的倒计时,逐渐流量共表体的管道大腿内侧是超声波的探测,超声上积累流量共对计量的准确性带来严重的影响,但总体上,主要是以下几个方面的表现:(1)超声波探测上的杂质量管道内的传输时间缩短脉冲信号。
流量计的读数会有偏高,也会影响到超声波的探测。
(2)通过粘附杂质,流量计的上游直管段和表内壁粗糙度的变化,整流板的堵塞,气体的流动发生变化,有可能影响流量计的稳定性和精确度。
(四)温度、压力测量
根据计量法的相关标准,在现场所使用的压力以及温度计量表,都需要进行对其相应的计量审核,在对计量审核中,一定要重视,由于现场的计量设备都会受到外界因素对其的影响,其自身的工作温度和实验室计量校准温度有着很大的差,因此流量计温度和压力的显示值也会产生影响。
三、控制措施
(一)降噪处理
在安装了流量计的情况下,尽可能维持与调整阀、节流阀等噪声产生器的安全距离。
调度器必须安装在流量计的下游。
在使用中要尽量避免在流量计周围产生超声波和频率级噪音,不要与信号处理单元、超声交换机产生共振,这会影响测量精度。
开关流量计前后的阀门全关打开,放松,产生大的压力波动,给管子内壁造成冲击产生噪音。
(二)减少脏污堆积
一般来说,应该在超声波流量计之前设置过滤分离器,除去天然气中的污水。
在运行过程中,要实时关注天然气水的露点和音速。
同时,可以利用在线诊断工具进行监测,根据运行状况,定期对超声波流量表进行定期清洁的维护。
如果发现流量计表出现了腐蚀现象,就重新进行检定。
(三)正确选型与安装
选择多语音道的超声波流量倒计时,结合实际应用,考虑流量计的精度、量和语音道的配置方式。
选择与实际流量的范围一致的流量计,实行连续败北。
实现性能更稳定、更高精度的超声波流计,以减少计量误差。
在流量计的安装过程中,当满足前后直管段的距离时,能够设置适当的整流器。
在相关标准要求下,超声波流量计安装在下游的管线上。
在日常运行中,要
尽可能减少改变流场形式的操作。
例如,开关流量计前后的阀门等。
另外,流量计的离线检定、输送、安装过程会影响流量计的精度,提出了使用在线检定技术对超声波流量计进行检定的建议。
一种输赢的趋势是改造了现有的计量流程,实现了3台超声波流计的比流。
通过比对分析,进口超声波流量计精度高于国产超声波流量计。
在日输气量为(1.0×107)m3情况下,计量误差可高达(3.0×104)m3,两台同型号的国产超声波流量计计量误差也达(1.5×104)
m3。
(四)减小压力、温度误差
应减小压力和温度之间的误差,首先确保变送器实际操作范围10%以上。
周期性压力,温度传感器进行保养和检定,确保现场送还器的表头测量与测量的压力和温度进行比较,传输和流量计算机的通信正常。
对压力传感器进行日晒处理,定期进行0·学校水准。
清洁温度传感器的保护套,并定期更换热传导油。
四、结语
总之,气体超声流量计作为性能比较高的一种仪器设备,现阶段随着计量精确度的提高,天然气计量的应用变得更加广泛。
不仅充分把握其影响要素和解决方案,还希望在设计选型初期受到严格限制,更好地使用维护和维护,更好地提高天然气的测量。
当然,国内超声波量计也在逐步发展,希望技术能够成熟并全面普及。
參考文献:
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[3]陈松,黄坤,马国光,陈娅琳.用于天然气流量计量的超声流量计[J].油气储运,2002(05):37-40+58-6.。