超声波流量计复习课程

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10D，下游直管段为5D（推荐上游直 管段为20D，下游直管段为5D）。双向流动
时，上、下游直管段均应至少10倍管道公称 直径。
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。
其显示为：BASETIME 1
STR01 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 Day
6、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：
8——>1——>1——>1，其显示为：AGA8 METHOD， 再按向右的键12次， 其显示为： HEATING VALUE
双声道气体超声流量计不确定度为1.0~1. 5% 。
中油管道投产运行公司
川气东送-鄂西管理处
结构—三声道流量计
Instromet 采用的是 一个单反 射和两个 双反射技 术， Controlot ron采用 单反射技 术，不确 定度为 结构
主要分为三部分：流量计本体、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。 超声换能器：超声换能器是把声能转换成电信号和反过来把 电信号转换成声能的元件。
按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下列顺序按 数字键：
2——>1——>2，其显示为：STR01 FWD CVOL
4、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： 2——>1——>2，其显示为：STR01 FWD CVOL， 再按向右的键2次， 其显示为：BASETIME 1
（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。
一般都 采用单 反射技 术，计 量不确 定度为: 1.0~2.0%。
单声道流量计
结构—双声道流量计
Daniel 采用的是直射技术； Instromet采用的是双反射技术； Controlotron采用的是单反射技术。
按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下 列顺序 按数字键： 1——>1——>1，其显示为：STR01 UCVOL FR
2、查看标况流量（ 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： 1——>1——>2，其显示为：STR01 CVOL FR
3、查看标况累计气量（单位：Nkm3 ）
2
增益值/信 噪比异常
脏污
经超声流量计参数检查证实是超声探头脏污，应按第三 节的要求进行清洗。
压力超范围 调整计量工作压力或更换合适的探头。
3
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。检查 各声道的声速测量值，其最大误差不超过0.2%。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。
超声波流量计
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。
4
没有温度、 压力信号
接触不好
分别检查超声流量计温度、压力测量系统接线。
温度、压 5 力信号异
常
参数设置 或零漂
检查系统设置。 定期对温度、压力测量系统进行校检，确保温 度压力测量数据准确可靠。
计算机报
6
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。
检查反映背景噪声和/或电噪声量的参数是否稳定 在正常范围值。
若增益或信噪比等超出流量说明书中规定的范围 ，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 流量参数核查
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。
首次安装时必须检查超声流量计算机内设置的各项 参数是否正确。
检查超声流量计系数是否与检定证书一致。 检查各声道的参数，确认各声道运行是否正常
在零流速下各声道所测得的气体流速是否小于规定 值。
备注 必查 必查 必查 必查 必查 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。
8 .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/s。）
注意事项：
1、 应定期检查信号处理单元、升到有无故障、
探头的特点
1，高频率，低功耗，低电 压工作，高效，安全
2，灵敏度高 3，可以在线带压更换，更
换电缆不影响工作及精 度 4，适用广泛 5， 结构紧凑，插入表体浅， 不易受污垢影响，寿命 长
超声波流量计结构
Mark I I 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。
流量从上述方程中求出
2
v=
L (t1-t2) 2x t1t2
c=
L 2
(t1+t2) t1t2
v = 流体速度 c = 声速
t1 = 上游传输时间 t2 = 下游传输时间
多通道即多路流速测量!
A B C D
多通道流量计
Vn
=2L2x
(t1 - t2 ) (t1 t2)
S4
Vavg = Wn Vn n= 1
In Use Value
THE END 谢谢
气体流速超出超声流量计的测量范围，超声流
10
流速超范 围
超量程
量计不能正常工作。
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
1、查看工况流量（单位：m3/h）
必查 首次必查
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
1
没有流量 信号
接触不好 其它
检查超声流量计的各信号电缆及接头、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查。
缓慢打开进口截止阀（至少持续一分钟）， 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.接线检查：对照厂家提供的系统接线图，检 查所有接线无误。
7 .流量计最高流速不超过30m/s
STR01 FWD CVOL HOULY
当前小时标况累计气量，其显示为： Current Period
前一小时标况累计气量，其显示为： Previous Period
• 5、查看标况气量当天和前一天累计值（单位： Nkm3 ）
按“menu”键多次，直到退回主菜单，按下列顺序按 数字键： 2——>1——>2，其显示为：STR01 FWD CVOL， 再 按向右的键3次，
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（2～5）D之间；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3D的位置。
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
在确认温度、压力测量系统正常的情况下，检 7 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 及热值等报警，其主要原因是由于它们测量的 8 过程报警 报警设置 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。
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。 9 声速异常 系统故障
超声流量计日常维护需要检查的参数 和方法
需要检查的运行参数 气体工作温度 气体工作压力 天然气组成
超声流量计系数 各声道运行状态
零流速读数
检查方法 按相关要求检查温度测量系统工作是否正常。 按相关要求检查压力测量系统工作是否正常。
检查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。
流速测量
流量与流体的流速和截面积有关
流量=流速* 截面积
工况体积瞬时流量 = 面积 * Ve
标准体积瞬时流量 =工况体积瞬时流量 * 工 况密度 / 标准密度
质量瞬时流量 =工况体积瞬时流量 *工况密 度
超声波流量计的结构
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。 ① 直射式：直接接收发射探头的声波 ② 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。
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。
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±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。