超声波在天然气流量计中应用
论天然气流量计量中的气体超声波流量计应用
流 量基准 。
的流 量低 于气体超 声波流 量计 的流量拐 点时， 气体 超声波流 量计 的准确度 将降 低， 而 出现 较 大的误 差 。天然 气 的流速 过高 时会 出现超 声波信 号被 吹跑 ， 从 换 能器 检测 不到超 声 波信号 的情 况， 出现 计量 故障 。所 以， 我们 在进 行气 体超 声 波流 量计 的选 型时应 该充分考 虑天然 气在 管道中 的流速， 免出现超 低 限或超 避 高限运行的情况 。
１时差式 气 体超 声波 流量 计的 工作 原理 时差 式气体 超声波 流量 计的是 利用 超声波 在气 体中沿 顺流传 播 的时间和 沿逆流 传播 的时 间差与气 体流 速成 正 比这 一原 理来测 量气 体流量 的 。气 体 的 流速测 量与 介质 的声速 无 关， 只与 长度和 时 间两 个参数 有 关 。气 体超 声流 量 计 测量 原理 是长 度与 时间 两个基 本 量 的结合 ， 导 出量 时 间和长 度 的溯源 性 其 好， 溯源准 确度 高， 超声 波流量 计能 够有 很高 的计量准 确度 。并表 １ 气体超 声波 流量 计 的最 大和 最小 流量
２ １ 噪声 对气体 超声 波流量 计准 确度 影响 ． Ｇ ／ １ ６ ４ ２ ０ 用 气体超 声波 流 量计测 量天 然 气流 量》 中提到 来 Ｂ Ｔ ０ — ０ １《 ８ 自被测 介质 内部 的噪声可 能会对 气体 超声 波流量 计 的测 量准 确度 带来不 利 的 影响 。噪声 的来 源 主要 有 环境 噪 声和 气流 经 过没 有 全 开的 阀 门时节 流 的 噪 声 。我们 采用 气体 超声 波流 量计 上游 阀 门 １ 流控 制流 量大 小 时， 节 节流 的声 音 随着流量 的增大而 增大， 体超声波 流量计 与标准 孔板 流量 计的相对 误差也 气 逐 步增 大， 体超 声波 流 量计 的流 量低 于标准 孔板 流 量计 流量 。当 阀 门 １ 气 全 开 用阀 门２ 制流 量大 小的 时候 ， 控 气体超 声波 流量计 的信 噪 比较 大且 基本保 持 不 变， 体超 声波流 量 计 与标准 孔板流 量 计 的相对 误差基 本保 持不 变 。当采 气 用上 游 阀ｆｌ ］ 节流 的时候 ， 气体超 声波流 量计 的信 噪比 明显 低 于上游 阀 门全 开 的 时候 。这是 因为 ， 当气 体超 声波 流量 计上 游 阀 门节 流 时除 了能产 生我 们能 听到 的声音外 还能产生 人耳无 法听 到高 频超 声波， 当这种 声波 的频率与气 体超 声波流量 计的工作 频率 相近时气 体超声 波流量计 信噪 比降低， 从而 影响流量 计
新型超声波燃气表在燃气运行管理方面的应用
新型超声波燃气表在燃气运行管理方面的应用摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，经济在迅猛发展，社会在不断进步，随着燃气行业的进步及其信息化建设的发展，信息与业务服务已高度融为一体，燃气用户的用气安全及大数据信息化也成为燃气公司关注的重点，传统的膜式燃气表已无法满足燃气信息化发展的需要。
为实现远程监控用户用气安全及大数据信息化的目的而设计的新型NB超声波燃气表，除了具备高精度、宽量程等优越的计量性能、异常流量切断阀门、智能报警、远程监控等功能，还兼具精美的外观、简洁的生产工艺、优越的用户体验感。
作为新一代的燃气计量器具成为燃气信息化的重要组成部分，是燃气公司对燃气运营实施有效管理的重要工具。
该款超声波智能燃气表及其配套的全生命周期维护系统能够为燃气用户提供更高效、更安全、更优质的服务，是建立智能社区、智慧城市的重要组成部分。
关键词：超声波燃气表；智能计量；远程监控引言近年来，得益于中国经济的发展，环保清洁能源越来越受到高度重视，因而人们对天然气这类环保能源的需求也与日俱增。
与此同时，天然气管道铺设和配套设施建设的日渐成熟也为天然气逐渐成为最普及的清洁能源提供了强有力的支持。
本文将为大家详细介绍天然气的新型计量器具———超声波燃气表的计量特性和工作原理，并与传统的膜式燃气表进行比较、研究，从而进一步分析超声波燃气表的应用领域和发展趋势。
1概述超声波技术在燃气计量领域的应用已有几十年的历史，早期主要应用于工商业贸易结算领域，随着技术的发展，家用超声波燃气表技术获得较大突破，在2010年前后家用超声波燃气表开始在国内进行试应用，随着检定规程及行业标准的出台，家用超声波燃气表在国内的用户量得到迅猛发展，截至2019年，国内超声波燃气表累计用户量已近百万。
超声波燃气表不同于传统的容积式膜式燃气表，它是电子速度式燃气表，采用时差法计量原理，除具有较高的计量精度外，由于其采样周期短，可以更快更准确的识别异常流量并与燃气阀门进行联动，实现智能关闭阀门功能，并且可以物联网功能结合实现自动报警功能，同时该表具可进行介质声速测量，通过声速值变化智能判断用户私拆表或胶管脱落等异常状况，大大提高居民用气的安全性。
超声波在天然气流量计量中的应用
造水 平等诸 多 因素 和历史 条件 限制 ，应用被 局 限在
液 体方 面 ， 到 ８ 直 ０年 代之 后 ， 随着 相 关 研究 、 术 、 技 工艺 和制造 水平 等 方面 的发展 和提 高 ，特别 是 集成 电路 、 字 电路 、 处 理 器 、 速 数字 信 号 处 理技 术 数 微 高
家标 准 ． 使得 多声 道超 声波 流量 计在 国内贸易 口岸 、 西气 东输 沿线 以及 国 内管道 天 然气 大流 量 贸易计 量 方 面 的应 用 与发 展 得 以迅速 扩 大，并 正逐 步取 代 孔 板流 量计 ． 为 贸易计 量 结算 的主要 方式 成 很 多 种 速 度 式 流 量 计 在 线 实 际计 量 中误 差 增
统 ， 存唯 一使 用孔板 计量 的交 接 站 ． 因运 行维 护 现 也 管理 费用 高 。 备将其 改造 成超声 波 计量 系统 ． 划 准 计
２０ ０ ８年 内 投 运
至今 已有 美 国 、 兰 、 同等 １ 荷 英 ２个 国 家政 府 机 构 批准 超声 波流量 计量 作 为贸易 结算 的法 定计 量 器
天然气超声流量计的应用与故障处理
超 声脉 冲传 播速 度 比逆 流时传 播 的速度 要 快 ，这 ２ 种 超声 脉冲传 播 的时 间差 越大 ，则 流量也 越大 的原
流 量 指 示 不 为 零 ， 别给 出 了相 应 的排 查 方 法 。 结合 现 场 应 用 实例 ， 证 了排 查 方 法 的 有 效 性 并 提 出 了使 用 过 程 中的 注意 事 分 验
项 。
关 键 词 天然 气 超 声 流量 计 故 障排 查
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ Ｄｉｃ ｓｉｎ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｐ ｎ ｉ ｌ， ｈ ｉ ｅｉ ｅ ｉ ｓａｌｔ ｎ ｏ ｈ ａ ｏ ｉ ｆ ｗ ｔ ｒａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ａ ａｉｎ ｂ ｆｒ ｓ ｕ ｓｏ ｓｆ ｃ ｓ ｓｏ ｈ ａ ｕ ｉ ｒ ｃｐ ｅ ｔ ｅ ｐｐ ｌ ｎ ｔ ｌ ｉ ｆｕ ｒ ｓ ｎ ｃ ｌ ｍｅｅ ｎ ｈ ｒｐ ｒ ｔ ｅｏ ｅ ｎ ｉ ｎ ａｏ ｏ ｏ ｉ ｉ ｔ ｎ ｐ ｒ ｄ Ｉ ｉ ｒ ｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｔ ａ ｐ ｔ ａ ｌ ｅ ｓ ｏ ｌ ｅ ２ Ｄ ｗｈｌ ｈ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｅ ｓ ｏ ｌ ｅ ５ ｔ ｓ ｒ ｓ ｏｔ ． ｔ ｓ ｅ ｏ ａ ｅ ｎ ｅ ｈ ｔｕ ｓｒ ｍ ｉ ｈ ｕ ｄ ｂ ０ ｉ ｔ ｅ ｄ ｗ ｓ ｅ ｍ ｉ ｈ ｕ ｄ ｂ Ｄ，ａ ｄ ｔ ａ ｅ ｔｏ ｅ ｏ ｅ ｎ ｅ ｒ ｎ ｎ ｈ ｔ ｓ ｆｚ ｒ ｔ ｌ ｈ ｕ ｄ ｂ ａ ｒ ｕ ｅ ｏｅ ｔ ｅ ｕ ｅ ｏ ｗｍｅｅ ｓ Ｍｅ ｎ ｉ ，ｓ ｍｅ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｃ ｅ ｋ ｎ ｔ ｏ ｓｆｒ ｎ ｒ ｌｆ ｗ ｏ ａｕ ａ ｆ ｗ ｓ ｏ ｌ ｅ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔｂ ｆ ｒ ｈ ｓ ｆ ｏ ｏ ｅ ｌ ｆ ｔｒ ． ａ ｗｈ ｌ ｏ ｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｈ ｃ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｏ ｍａ ｏ ｆｎ ｔ ｒｌ ｅ ｌ ｇ ｓ ｎ ｏ ｄ ｓ ｌｙ ｉ ｌ ａ ｏ ｉ ｏ ａ ， ｏ ｆ ｗ ｉ ａ ｎ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｆ ｗｍｅ ｅ ｓ ｏ ｅ ｓｚ ｆｍｅ ｓ ｒ ｇ ｅＴ ｒ，ａ ｄ ｎ ｎ ｚ ｒ ｎ ｉａ ｉｎ ｏ ｏ ｆ ａｕ ａ ｇ ｓ ｉ ｈ ｔｔ ｌ ｐ ｒ ｌ ｔ ｒ， ｖ ｒ ｉ ｏ ａ ｕ ｎ ｌｏ ｓ ｎ ｏ — ｅ ｏ ｉ ｄ ｃ ｔ ｆ ｌｗ ｏ ｔｒ ｌ ａ ｎ ｔ ｅ ｓ ｉ ｅ ｉ ｏ ｆ ｎ ａｃ ｓａ ｅ ａ ｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ ｇ ｖ ｎ ｂ ａ ｓ ｏ ｌｗ ｃ ａｔ ｉ ａｌ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗ ｔ ｈ ｐ ｔａ ｐ ｉｄ ｅ ａ ｌ，ｔ ｅ ｅｆｃ ｉｅ ｅ ｓ ｏ ｈ ｃ ｉ ｇ ｔｔ ｒ ｅ ｐ ｃ ｉ ｌ ｉｅ ｙ ｍｅ ｎ ｆｆ ｈ ｒ．Ｆ ｎ ｌ ｖ ｏ ｙ ｏ ｉ ｅ ｉ ｔ ｅ ｓ ｏ ｐ ｌ ｘ ｍｐｅ ｈ ｆ ｔ ｎ ｓ ｆｃ ｅ ｋｎ ｈ ｅ ｅ ｖ ｍｅｈ ｄ ｒ ｅ ｆ ｄ ｆｌ ｗ ｄ ｂ ｏ ｕ ｇ ｓｉｎ ａ ｏ ｔｍａｔ ｒ ｅ ｄ ｎ ｔ ｎ ｉ ｎ ｉ ｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｅ ｔ ｏ ｓａ ｅ ｖ ｒ ｅ ， ｏｌ ｅ ｙ ｓ ｍｅ ｓ ｇ ｅ ｔ ｂ ｕ ｔ ｓｎ ｅ ｉ ｇ ａｔ ｔ ｎ ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｈ ｍ． ｉ ｉ ｏ ｏ ｅ ｅ ｏ ｃ ｏ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ ａｕ ａ ａ ； ｌ ａ ｏ ｉ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃｆ ｗｍｅ ｅｓ ｆｕ ｘ ｍｉ ａｉｎ ｇ ｒ ｌ ｔｒ ； ａ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｏ
浅谈天然气计量中气体超声波流量计的应用
浅谈天然气计量中气体超声波流量计的应用随着天然气需求的增加，天然气计量已成为关键问题。
为了保证天然气的计量准确性，需要使用能够精确测量天然气流量的仪器设备。
其中，气体超声波流量计，这种利用声波测量气体流量的设备，具有精度高、安装、维护简单等特点，成为天然气计量中不可缺少的一种技术手段。
本文将浅谈天然气计量中气体超声波流量计的应用。
一、气体超声波流量计基本原理在应用于天然气计量中，气体超声波流量计主要根据声速、声程、声压等参数来测量气体流量。
气体在管道中通过时，流速与声速之比称为马赫数。
当流速较小时，马赫数也较小，它的变化可以对应成声波的频率变化。
因此，气体超声波流量计利用声波测量气体流速，进而计算出气体流量。
气体超声波流量计是由发射器和接收器两部分组成。
发射器将高频声波信号发射到气体中，这些信号会受到气体的阻碍、反射等作用，一部分会向下流方向传递，与接收器接收到的信号相比较，计算出气体的流速。
然后，根据管道的截面积和流速计算出气体的流量。
1.液化天然气计量液化天然气（LNG）作为天然气储存和运输的主要形式之一，因其高压、低温等特点，对气体流量测量提出了更高的要求。
而气体超声波流量计解决了其他计量方式受温度、压力影响较大的问题，具有高精度、可靠性和精确度等优点。
因此，气体超声波流量计被广泛应用于液化天然气的计量中。
2.管道输送在天然气输送中，由于管道的特殊形式和不断变化的工况，其流量测量需求都比较高。
在此情况下，气体超声波流量计的应用颇具优势。
它能够实现同一计量设备适应不同管道、不同流量范围的要求，节省设备、维护费用。
3.液体储罐除了在天然气管道输送中，气体超声波流量计也常常被用于液体储罐中气体流量的测量。
储罐中的气体流量测量具有一定难度，但使用气体超声波流量计可最大程度保证测量的精确性和准确性。
1.测量精度高气体超声波流量计的计量精度达到了0.5% ~ 1.0%，远远高于其他计量方式，同时其还能适应不同管径、流量范围等要求，具有很强的可靠性。
超声波流量计远程诊断系统在天然气计量管理中的应用及意义
63超声流量计远程诊断系统可以将现场计量仪表信息实时采集到调控中心，远程实时在线诊断，提前发现微小故障，及时进行处理，提高计量系统的准确性和可靠性，及时开展输差分析、控制，并能有效节省计量专业人员往返现场的成本，提高维护检修效率。
主要表现为五个方面：一是可有效解决计量管理难度较高、人工成本较大的问题；二是可有效解决超声流量计送检难的问题、为开展超声流量计使用中检验工作提供数据支撑；三是可有效解决流量计故障发现、检修滞后及故障处理效率不高的问题；四是公司作为国际管道数字化管理、智慧化管道的计量管理现状要求；五是其他管道公司的计量管理经验再推广。
一、中缅天然气管道（缅甸段）概况中缅天然气管道工程（缅甸段）起自缅甸西海岸兰里岛皎漂市的西南约6.7km的皎漂首站，途经缅甸若开邦、马圭省、曼德勒省、掸邦，从南坎进入中国境内。
缅甸境内线路全长792.5km，管径Φ1016mm，设计压力10MPa。
管道沿线共设有5座计量站场，分别为：皎漂首站、仁安羌分输压气站、当达分输站、曼德勒分输站和南坎计量站，每个计量站配套丹尼尔超声波流量计、色谱分析仪及流量计计算机等设备进行天然气的贸易计量。
二、中缅天然气管道（缅甸段）计量管理为一级管理，即由总部主管专业部门直接进行专业管理，站场人员为辅助管理目前计量专业管理主要面临的问题：第一，天然气管道计量站场分布较广、天然气管线较长，而专业计量管理及维护人员较少，专业人员往返现场频次较高，安全风险增大；第二，随着计量设备使用年限的增长，设备的性能会逐步下降，故障率将会逐步升高，而目前方式下的计量现场巡检和维护时间偏长，专业维护人员偏少，造成了设备故障响应处理周期较长、维护维修效率不高，对输差控制及计量管理带来比较严峻的挑战；第三，缅甸基础设施不完善，交通不便，往返现场费时耗力，管理效率不高。
例如每一次对全线各站计量设备的标定检测都要耗时近2周时间，其中三分之二的时间需要花费在路程上。
天然气超声流量计量系统介绍
天然气超声流量计量系统介绍天然气超声流量计量系统是用于测量天然气流量的一种重要设备。
它采用超声波技术，利用超声波在气体中传播的特性，通过测量声波传播时间的变化来确定天然气流量。
天然气超声流量计量系统具有高精度、高可靠性、无污染等优点，广泛应用于石油、化工、冶金、天然气输送等行业。
天然气超声流量计量系统由传感器、转换器和显示器等主要组成部分。
其中，传感器是测量系统的核心部分，它主要通过超声波探头对天然气流体进行测量。
传感器通常采用插入式结构，通过插入到天然气管道中来进行测量。
超声波探头发射一束超声脉冲，当脉冲遇到流体时，会发生折射、散射、多次反射等现象。
传感器通过接收反射的超声波信号，并根据信号的强度差和时间延迟来计算天然气的流速和体积。
转换器是将传感器接收到的超声波信号转换为电信号，并进行信号放大和处理的设备。
转换器通常具有多种接口和输出方式，可以通过数字和模拟信号输出。
根据实际需求，转换器还可配备温度、压力和湿度等传感器，用以对流体的各项参数进行监测和记录。
显示器是用于显示和记录流量计量数据的设备，它通常采用LCD或LED显示屏，可以实时显示流体的流速、体积、温度等信息。
显示器还可连接到计算机或数据存储设备，实现数据的远程监控和管理。
同时，显示器还具备报警功能，当流速、压力等参数超过设定范围时，会自动发出警报信号。
天然气超声流量计量系统的工作原理是基于多路径多普勒效应。
它通过发送多个超声脉冲，利用多路径的反射，测量得到多个时间差，从而计算出天然气的流速和体积。
系统的测量精度主要取决于超声波的频率、信号处理算法和传感器的质量。
目前，天然气超声流量计量系统已经广泛采用了数字信号处理和高频率超声波技术，可以实现非接触测量、高精度测量和大流量测量。
与传统的测量方法相比，天然气超声流量计量系统具有多项优势。
首先，它可以测量多种流态的天然气，包括压缩态、液态和气态等。
其次，它具有较低的测量误差和较高的测量精度，可以满足工业生产和交易结算的要求。
超声波流量计在青海油田天然气贸易计量中的应用
根据气体易压缩 、 密度差异大、 受温度影响大的 特点 ， 得出天然气流量计量的实用公式是 ： Ｑ ＝ ｈＯ ｒ ｋ ｒｄ Ｆ Ｆ ＦＦ ｎ Ａａ Ｔｅ Ｆｓ ２ ｇ ａ ｚｔ以 ｂ 式中： Ｑ ——标准状态下气体体积流量， ｍ ／ ； Ｎ ｈ Ａ —— 常数 ， 况下为 ０ ０８ ８ ； 标 ．０６ ６ ０ — — 特定流 量系数 ； ｄ Ｄ ｙ ——计量管内壁流量修正系数 ； ６——孔板人 口边缘锐利度修正系数 ； 雷诺数修正系数 ； 气体膨胀系数 ； 孔板 在 ２ ℃下实 测 的开 孔 口径 ， ０ ｍ； 孔板 热膨胀 修正 系数 ； 天然气相对密度修正系数； 超 压缩 系数 ； 流体 流动 温度修 正 系数 ； 孔 板上游 侧绝对 压 力 ， ａ ＭＰ ； ７ — —气 体流 过孔板 时 的差压 ， ａ ｌ ＭＰ 。 孔板 流量计 的主要 优点 ： １ 无可 动部件 ， 固耐用 ， ） 坚 检定 容 易 ； ２ 应用 历史 悠久 ， ） 标准规 定最 全 ， 技术 最成 熟 ；
（ 中国石油集团工程设计有限责任公 司青海分公 司， 甘肃 敦煌 ７ ６０ ） ３ ２ ２ 摘 要： 随着青海油 田涩北气 田的大规模开发 ， 选择何 种类 型的流量计作为 贸易交接计量是买 卖双方最 为关心 的问
题 。详细地介绍 了在 目前 贸易计量 中常用的标准孔板和多声道超声波流 量计的工作 原理 、 结构 、 性能 特点 。现场 应 用情况表明 ， 多声道 超声波流量计具有测量精度高 、 测量范围宽 、 干扰性强 、 抗 无压损 、 可进行双 向测量等特 点 ， 在天 然气 贸易计量 中具有强大 的优势 。 关键词 ： 天然气 ； 多声道 ； 超声波流量计 ； 标准孔板 ； 贸易计量
中图分类号： Ｅ ５ Ｔ ２２
超声波流量计在气体计量中的应用探究
超声波流量计在气体计量中的应用探究摘要：本文提出了超声波流量计在气体计量中的应用的意义，然后对其在天然气计量中的应用进行了探讨，提出了一些看法，希望能够对天然气体积流量计量方法的研究提供一些参考，进而促进我国天然气的发展。
关键词：超声波流量计；气体；计量；应用1、引言随着石油、天然气等能源在我国社会经济发展中的地位日益突出，天然气等能源的计量越来越受到人们的重视。
目前，我国已建成了天然气输配管网，并将逐步扩大到城市配电网。
气体计量是保障国家能源安全、能源管理的重要手段，其准确与否关系到国家的能源政策和宏观经济决策。
因此，气体计量装置在天然气、石油等能源供应领域发挥着越来越重要的作用。
2、超声波流量计在气体计量中的应用的意义天然气具有气体密度较小、气体流动速度较低、气体密度与温度有密切关系等特点，是一种特殊的流体。
目前，在天然气计量过程中，仍以体积法和质量法为主，对天然气体积流量的计量有一定的误差。
在实际工作中，采用体积法和质量法进行测量时，往往会受到外界因素的影响，如管道中有大量的杂质、温度、压力等不稳定因素，而且在实际应用中，还会受到环境条件的影响。
在进行气体计量时，由于存在气体密度与温度等方面的差异，所以当气体流速过低或过高时，都会使气体流量计流速和体积产生较大差异，进而影响到气体流量测量的准确性。
3、超声波流量计在气体计量中的应用分析3.1噪声在采用超声流量计进行天然气计量的过程中，因为所处的环境不同，最后的计量结果也会有一些差别，所发射出来的超声会针对管内气体的特定条件，产生一种超声束的反射效应，因此需要对这种影响进行进一步的分析，以获得流量计所显示的有关数据，从而获得流量计的最终测量结果。
特别是，在进行气体流量检测时，超声波会通过阀门、弯头等管件，这就导致了在测量过程中，超声会有一些噪声，这会导致超声波所接收到的数据出现错误，从而降低了流量计的测量精度。
针对这种情况，在正式进行超声流量测量时，必须把噪声因素纳入到测量过程中，并据此对测量结果进行分析。
超声波计量技术在燃气表流量计中的应用
超声波计量技术在燃气表流量计中的应用摘要：由于日益激烈的全球变暖和人类对清洁饮食的日益依赖，对天然气的消费量也急剧攀升，这对计量技术的要求也越来越高。
为此，采用超声波流量计技术，可以有效地检测和控制天然气的流量，它利用一对或几对超声换能器，将其传输到另一对，并将其传输到另一个传输口，以此计算出流量，以此满足当前对清洁饮食的日益迫切的消费需求。
然而，仅凭此方法获取的信息仍然有待改善，必须将其与温度、压力以及其他外部环境参数相互协调，以获取更为精细的流量信息。
关键词：超声波流量计；天然气计量；应用随着科技的进步，流体流量的监测与管控已经被认识到，它对于保证天然气计量的精确性、稳健性、高效性、安全性、可操作性等都具有至关重要的意义。
因此，近年来，专家们积极投入，开展多种多样的流量计的开发，从而实现对流体流量的有效监测与有序运行。
按照其所依赖的测量原理，流量计被划分为四类：质量型、差压型、速率型、容积型。
它们各具特色，但又存在着一定的共性，因而，每种类型的流量仪器均具备其特定的功能，但仍然存在一定的局限性。
通过精心挑选，可以获得更准确的测量结果，因此，在实践操作时，必须针对各种使用环境及其相关的工程项目，采取适当的种族、品种、尺寸等多种方式。
1超声波流量计种类1.1涡流流量计设备在天然气物质计量技术和设备应用中，涡轮流量计是一种高效率、高速度模式流量计方式，其首先将流速转化为涡轮基础转速，随后将转速有效转化为与基础流量成正比的电源信号，同时根据单位时间内的脉冲数量以及累积脉冲数量相互结合，进而获取瞬间流量数据以及累积流量数据。
在天然气计量运转过程中，涡轮流量计技术测量精准程度相对较高，并且技术流通能力较大，所以被广泛的使用在天然气物质计量中，然而该技术在实际操作时，对于检测气体的洁净度要求相对较高，流量计内部轴承为可动部件，颗粒杂质容易对流量计造成损坏1.2孔板流量计设备在天然径流量计量实施过程中，孔板流量计属于压力差流量计模式，该技术主要通过有效测量天然气物质测量前与测量后之间的压力差距，进一步根据流量与压力差的正方向比较管理进一步测量介质流量。
用天天然气流量计量的超声流量计
陈
松 摘
黄 要
坤等 ： 用于 天然气流 量计 量 的超声流 量计 油气 储运 ，０ Ｚ ２ （ ）３ ～４ ２ ０ ．１ ５ ７ ０ 超声 流量 计量技 术是 一和 崭新 的天 然 气计 量 技 术 ， 其工 作 原理 是根 据 声 波在 顺流 方
向与逆 流 方向传输 时问所形 成的 时 差 、 利用 数 字技 术获 得 高质 量 的测 量 结 果。超 声 流量 计 具有 投 资省 能可 靠 、 量准确 等其 它流 量 不 可 咒拟的优 点 这 种 流量计在 我 国天 然气 工业 中 目前 性 计 处亍试 用 段 ， 有 较大 昀使用 空 间。对超 声流量 计 的剥量 原理 、 点 具 特 使 用 范 围、 干标检 定等方 面
油
气
储
运
２０ ０ ２拄
根 据式 （ ） 式 Ｃ ） 以推 出被测 气体 的流速 为 ： １、 ２可
Ｌ ， １ １、 …
的 超 声 流 量 计 的 精 确 度 小 于 或 等 于 被 测 流 量
的 ±０ ｊ 。 ．
Ｉ 一一 ｊ ｔ ． ｐ
在 气体 组分 、 力 、 度等 发 生 变化 时 ， 压 温 超声 波
有精度高、 能耗低、 维修量少等优 良特性 ， 尤其是对
于大 口径管道 气 体 流量 的计 量 。 目前 ， 国 在天 然 我 气计 量 方面所 采用 的差 压式流 量计 、 容积 式流量 计 、 速度式 流量计 以及质 量 流量计 等 ． 计 量精度 、 在 对介 质 的要 求 、 装 、 修等 方 面存 在一 些 缺 点 ， 能 满 安 维 不 足天然 气计量 的要 求 而 超 声 流量 计 具 有 投 资省 、
维普资讯
第 ２ 卷 第 ｊｊ ｌ Ｉ ［ ｝
超声波流量计的原理及应用
超声波流量计的原理及应用超声波流量计是一种用于测量液体或气体流量的设备，它通过测量超声波传递的时间和频率差异等特性来计算流量。
该设备使用了无液体接触测量原理，因此可以应用于包括腐蚀性、高压力、高温度和高粘度的各种介质，优点非常显著。
超声波流量计的基本原理是依据多普勒效应法，并结合了经典的时间差法和互补反射等信号处理技术。
具体来说，当液体或气体流经超声波流量计时，会产生超声波的反射，通过测量超声波的传播时间和频率差异来计算流量。
在使用中，超声波流量计通过超声波传感器向流体发射超声波信号。
当超声波信号被液体或气体接收并反射回来时，传感器接收到反射的信号并进行处理。
传感器能够通过测量反射的时间和频率差异来计算液体或气体的流量。
超声波流量计应用广泛，包括化工、石油、机械、电力、环保和汽车等领域。
超声波流量计在这些领域有以下几个应用。
1. 化学工业在化学工业中，超声波流量计广泛应用于流体的传输和计量，例如用于反应槽中的液化学物质的供应、流量的控制和实时反馈控制，从而提高生产效率和可靠性。
2. 石油和石化行业在油田和石油炼制过程中，超声波流量计可以精确测量原始油、天然气和天然氧气的流量，以便监测生产效率和评估油气储量。
此外，超声波流量计还可以用于潜油泵和增压泵等设备的卡口测量和粘度控制。
3. 机械工业在机械工业中，超声波流量计可以应用于流体传输和监测，用于控制流体的供应，例如金属切削机床的切割液流量监测。
此外，超声波流量计还可以用于监测压缩空气、氧气和氮气等气体的流量。
4. 环境保护在环境保护方面，超声波流量计可以应用于排污管道和废水处理装置等设施中的流量监测。
此外，在水文学研究中，超声波流量计可用于测量水流量和测量河流、水库和水道中的水位高度。
总之，超声波流量计是一种高性能的测量设备，通过无液体接触测量原理可适用于各种介质。
在各种工业和环境应用中，超声波流量计都具有广阔的空间，其精确性、可靠性和稳定性在许多领域得到广泛应用。
超声波在流量测量技术中的应用_于秀丽
文章编号:1000-0952(2002)05-10-01中图分类号:TH超声波在流量测量技术中的应用兰州石化职业技术学院 于秀丽 兰州石化公司计量中心 杨瑞江1 前言超声波是一种机械波,它方向性好,穿透力强,遇到杂质或分界面会产生显著的反射。
利用这些物理性质,可把一些非电学量参数转换成声学参数,通过压电元件转换成电量,这样就可以通过超声波传感器进行无损探伤、测量厚度、流速、流量、密度及液位等。
本文仅对超声波在流量测量技术方面的应用作以介绍。
2 超声波的激发与接收超声波换能器也称为超声波探头,即超声波传感器。
可以利用压电材料的逆压电效应制成超声波发射头,利用压电效应制成超声波接收头。
由于压电效应的可逆性,在实际使用中,有时用一个换能器兼作发射头和接收头。
充当超声波激励源作用的超声波换能器被安装在容器或管道的外侧,它可产生连续的或者是脉冲形式的超声波。
最常用的压电效能器频率为0.5～10MHZ ,一般为圆片状,半径在十毫米左右甚至更小。
它们既可以直接贴在壁的外侧,又可以通过声耦合材料与侧壁接触。
声耦合材料在极高温度检测时起隔热作用。
换能器的安装方法如图1所示。
图1 超声波换能器的设置发射连续的超声波时,换能器由带功放的调谐振荡器激励。
发射脉冲超声波时,可简单地用电容通过换能器放电的方法激励。
在换能器上施加的电压通常为15V ～350V ,电压越高激发的超声波的能量越大,但过高的电压会降低仪表的稳定性。
当采用脉冲超声波形式时,可以只用一个换能器充当激励与接收两种角色,即工作在自发自收状态。
用两个换能器则可工作在脉冲及连续超声波两种形式,其中一个作为发射超声波换能器,另一个作为接收超声波换能器,接收的信号通过放大器电压放大后就能作为各种超声波分析。
换能器可由几十米长的电缆与仪器部分相连,实现远距离遥测。
3 超声波技术在流量测量中的应用实现工业量测量的超声波技术方案有若干种,不同的方法适用的场合不一样。
下面介绍利用超声波侧量流速和流量。
天然气场站常用流量计-全球百科
天然气场站常用流量计-全球百科当前，天然气长输管道和场站的贸易计量主要采用超声波流量计、普通孔板流量计、涡轮流量计。
1、超声波流量计传播时间差法是国内外超声波流量计的主要检测方法。
该方法是用一对传感器相向收发超声波，当一个传感器发射声波脉冲时，另外一个传感器以一定的角度接收声波脉冲信号，这对传感器交替收发脉冲，通过检测并计算该脉冲在介质中顺流和逆流的传播时间差来测量管道介质的流速，从而计算出介质的流量。
目前国内外的超声波流量计多采用4、6或8声道传感器，即2对、3对或4对传感器进行工作，以提高测量的准确性。
超声波流量计虽然具有测量管径大、测量范围宽，支持双向计量等特性。
但因其工作中收发声波的原理，使其容易受到周边噪声和其它环境的干扰，影响计量的精度。
2、涡轮流量计涡轮流量计是一种流量计量器具，具有温度和压力补偿功能，属于速度式流量计。
其工作原理为：具有一定压力的天然气沿流动方向驱动涡轮流量计内的叶片旋转，通过电涡流传感器检测叶片的旋转速度，旋转速度与体积流量成正比，即可计算出通过流量计的天然气体积流量。
涡轮流量计具有稳定性高、量程范围宽、对流量变化反应迅速、抗干扰能力强、信号便于传输等特点，广泛应用于石油、化工、电力、城市燃气管网等领域的贸易结算，特别是在欧美等国家应用也极为普遍。
涡轮流量计具有较高的精度和量程比，有着较好的重复性。
但由于其自身的旋转机构长时间运转，会出现连杆断裂、或旋转异常等现象。
3、涡街流量计“卡门涡街”原理是涡街流量计的核心理论。
测量前在管道中垂直插入一段非流线型阻流体（旋涡发生体），当介质流动，管道内雷诺数达到一定值时，在发生体下游两侧会交替分离出规则排列的旋涡。
当发生体两侧产生旋涡时，流体对旋涡发生体会产生一个周期性的交变横向作用力，压电传感器将作用力的变化转换为可以测量的频率信号，通过信号放大和整形，得出流速和流量，并进行累积计算。
4、孔板流量计孔板流量计是基于差压测量的方法，以流动连续性定律和能量守衡定律为基准的，以AGA3或GB/T21446为计算依据。
超声波流量计在天然气计量中应用论文
超声波流量计在天然气计量中的应用【摘要】通过对超声波流量计的结构、工作原理的分析，阐述了流量计的计量精度优势和使用特点，结合现场使用的对比和使用经验，得出结论，分析了使用前景。
【关键词】超声波流量计；推广；应用随着石油工业的飞速发展以及国际贸易的不断增多，对天然气流量测量的准确性和可靠性要求越来越高，各类贸易交接场所迫切需要能够满足大流量、高压力下天然气精确计量要求的流量计，同时随着自动化水平的不断提高，天然气管输集中调度系统（scada）也需要能够满足站控计算要求的高精度流量计，同时能够稳定运行，减少日常维护工作量。
在此情况下我国已经开始广泛采用气体超声流量计用于天然气的贸易或计量交接。
目前山东天然气管网在重要的转输站就采用了多台美国产的daniel3400高级超声波流量计。
通过与用户的涡街流量计以及涡轮流量计进行对比，反映准确度高，效果非常好。
由于超声波流量计是一种非接触型测量仪表，同时它的测量精度主要取决于超声波的时间和速度，因此它是继孔板流量计和涡轮流量计之后的一种较理想的精度流量计。
具有无压损、量程范围较宽、双向测量有相同准确度、可以测量脉动流、智能化等其它流量计所不及的优点，在发达国家得到了广泛的推广应用。
本文主要从超声波流量计的结构、工作原理和现场使用效果来探讨其计量性能。
1.daniel高级超声波流量计的特点和技术规范1.1高精度：精确度优于±0.5%,重复性优于±0.2%。
1.2专用于贸易交接。
1.3多通道可检测流体的多个剖面。
1.4多通道提供了必要的冗余能力，独特的声道替补技术使流量计在某一声道故障的情况下，仍能基本正常工作。
1.5精确的设计和在加工制造过程中的质量控制。
1.6声速,温度,气体运行状况的测量是相对独立的。
1.7特别适用于高压气体,一般最低工作压力为4～5 bar。
1.8常见流量计的直径, 150mm - 600mm (6”-36”)。
1.9最高压力可达ansi #2500(约42mpa)。
浅析超声波燃气表的计量性能和应用前景
浅析超声波燃气表的计量性能和应用前景作者：伍淑辉来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第23期【摘 ;要】超声波计量技术广泛应用于大管径、输气管道、城市门站等场所管道天然气的计量，具有无运转部件、精度高等优势。
超声波燃气表多采用时差法计量技术，通过测量超声波逆流和顺流传播时间差实现天然气流量计量。
超声波燃气表虽然已经在我国家用燃气计量领域试点多年，但是由于居民用户室内燃气管道的管径小、安装环境复杂、不易满足超声波燃气表对流态的要求等原因，超声波燃气表至今仍未得到大规模普及应用。
本文基于国内三大燃气公司目前试用情况，分析了目前超声波燃气表市场应用量小的原因，浅析了超声波燃气表的应用前景，对其应用提出了建议。
【关键词】超声波燃气表;性能特点;试用情况;应用建议1.超声波燃气表性能1.1 超声波燃气表原理超声波在燃气介质中顺流方向和逆流方向的时间差与燃气的平均流速成正比，通过计算超声波的传播时间差与传播距离的关系计算得到燃气流速，由流速与声道在燃气表管道截面积的乘积即可获得到燃气的流量。
时差法燃气表的工作原理如图1所示。
（5）安全性能高超声波燃气表具有拆表检测功能，根据超声波在不同介质中的传播速度不同，超声波表可识别异常拆表动作，记录拆表时间;长期小流量、长期超流量监控并可根据需要进行阀门切断;长期无计量时进行关阀监控，防止意外或者偷漏气发生;可与燃气报警器进行接口，发现可燃气体报警后进行远程数据报警。
2.超声波燃气表在国内几大燃气公司的应用情况（1）上海燃气松江公司下表为松江大学城内超声燃气表累计总量与皮膜表累计总量及其差值。
上海松江燃气G6-G40的民用和商业用户经过比对后正在推广使用带无线远传和控制功能的超声燃气表，2019-2020年计划使用超声燃气表3000只（SK），目前已经安装地暖和商业用户200台（SK）。
（2）北京燃公司北京燃气集团2016-2017年选用了100台（SK）民用超声燃气表和皮膜表的串联比对，运行一年多后累积记录数据，超声波燃气表与皮膜表计量差为可控。
超声波流量计在天然气计量中的应用
超声波流量计在天然气计量中的应用摘要：天然气作为一种清洁能源，又同时具有较高的经济性和安全性，因此在社会生产生活中得到了大范围的应用，在这种背景下天然气计量工作的重要性也不断提高。
超声波流量计的应用可以有效实现燃气计量的降差增效，对超声波流量计在天然气计量中的应用展开探讨具有极强的现实意义。
本文首先简单阐述天然气计量的重要性，随后说明超声波流量计的工作原理和主要特点，最后探讨影响超声波流量计在天然气计量中应用的干扰因素与应用要点。
关键词：超声波流量计；天然气计量；应用在天然气生产、运输、买卖的整个链路中都需要计量工作的参与，这就要求天然气计量具有良好的准确性。
超声波流量计具有测量范围大、测量精准度高、部件更加稳定等特点，能够满足大流量、大孔径条件下的计量需求。
天然气企业通过超声波流量计的应用可以提高计量差管理质量，进而为企业自身创造更好的经济效益，推动企业的健康发展。
1.提高天然气计量水平的重要性天然气计量一直都是天然气生产运输和交易中的重要内容，对天然气的生产方来说，天然气计量可以提供重要的技术和产能指标，对于天然气供需双方而言天然气计量也是关键的交易依据。
准确可靠的天然气计量结果不仅有助于保证天然气交易结算的公平性，还能够为天然气生产企业改进工艺提供参考和信息支撑，促使天然气生产企业采取措施降低生产成本，在保证生产安全性的前提下提高自身的经济效益。
在过往的生产经营实践中，计量差管理一直是天然气行业的难题，天然气公司需要通过全方位改进计量差管理工作来减小计量误差，达到降差增效的目标。
2.超声波流量计在天然气计量中的应用的工作原理、主要特点与干扰因素2.1超声波流量计的工作原理超声波流量计通过时间差来提高天然气流量测量的准确性，通常安装在天然气管壁上。
在管壁两侧安装一对存在一定倾斜角度的超声换能器进而保证两个换能器的工作状态，这两个换能器分别为逆流换能器和顺流换能器，两个换能器可以定时或者同时接收和发射超声信号，确保超声波脉冲可以在管壁和流体中按照特定角度在传感器之间相互传播，而在上游传感器到下游传感器之间声速度与流体速度混合之下速度变快，下游传感器到上游传感器则是出现了声速度抵消流体速度进而导致速度变慢的情况，这种情况下就会出现上游与下游之间传播净时间与流速之间成正比的现象[1]。
气体超声波流量计的工作原理及应用
气体超声波流量计的工作原理及应用
1.工作原理：
当超声波信号沿着气体传播时，如果气体处于静止状态，那么发射器发出的超声波信号和接收到的超声波信号的频率是相同的。
但是，当气体中存在流动时，超声波信号的频率会发生变化。
这是因为气体流动会导致声速的变化，超声波在与气体流动方向相对向的传播中，其传播速度相对较快；在与气体流动方向同向的传播中，其传播速度相对较慢。
通过测量超声波信号的频率变化，可以计算出气体的流速和流量。
通常，流速和流量的计算基于多普勒效应以及声学测量原理。
2.应用：
石油和天然气行业：气体超声波流量计广泛应用于石油和天然气行业的管道流量测量。
它可以准确地测量天然气传输和液化天然气（LNG）的流速和流量，确保资源的准确计量和管理。
环境监测：气体超声波流量计可用于大气中空气流量的测量，例如用于监测烟囱排气中的气体流量。
它可以提供及时、准确的数据，用于环境管理和监测。
工业过程控制与自动化：气体超声波流量计可以测量各种工业气体在管道中的流速和流量。
它可以帮助工厂实时监测气体的供应和消耗情况，优化工艺流程，提高生产效率。
医疗设备：气体超声波流量计在医疗设备中也有广泛的应用，例如用于测量呼吸机中气体的流速和流量，监测病人的呼吸情况。
这有助于医生提供准确的治疗和护理。
总之，气体超声波流量计是一种重要的仪器，它通过测量超声波信号的频率变化来进行气体流速和流量的测量。
它在石油和天然气行业、环境监测、工业过程控制与自动化以及医疗设备等领域中有着广泛的应用。
超声波燃气表在燃气安全管理方面的应用
超声波燃气表在燃气安全管理方面的应用摘要：超声波气体计数器是一种测量超声波发射和接收气体流量的装置。
气流量通常是通过时差法计算的，即通过空气流动的前后超声换能器发射超声波束，前后波束传输之间的时间差可以反映气流量和气流。
超声波气体计数器结构简单，没有机械运动部件，测量灵敏度高，寿命长，测量范围大于优点。
实现超声波气体测量具有一定的复杂性，主要是由于气体分子刚性、超声波信号的气体环境显着衰减，超声波信号只能在接收换能器上产生微弱的电信号；此外，气体更容易受到气流、温度和气体成分变化的影响，而且难以获得准确的测量数据。
关键词：超声波燃气表；安全管理；应用引言超声波燃气表具有安全性检测的便利条件。
分布于燃气管网各处的具有物联网功能的燃气表和流量计，既是传感器又是网络终端。
若具有完善的安全性检测功能，能够准确的检测出燃气管网的故障或潜在的隐患，并及时关阀报警上报后台管理系统，可以有效减少事故发生。
1. 超声波燃气表的概述超声波处理在燃气计量领域的应用已有几十年，主要是在商业贸易平衡领域。
伴随着技术的进步，家用紫外线气体计算取得了巨大突破，2010年前后在国内采用超声波处理进行了应用试验，随着录取和行业标准的出台，国内消费者数量急剧增加。
超声波气体测量的使用需要复杂的电子设备和高昂的成本，因此没有得到广泛应用。
伴随着高性能、低成本集成电路的发展和超声处理的成熟基础理论，近年来为超声图像的发展创造了条件。
超快的低噪声放大器、ps级时间戳芯片和集成超声波测速的MCU为超声计算提供了可靠的解决方案，结合超声波计算测量仪的特性优势进入高速阶段。
超声波气体计数器不同于传统的幕墙表，后者是用增量法测量的电子速度气体计数器，用于更快、更准确地识别异常流量，并连接到气体气体阀以实现智能关闭阀。
这些表可与“网格”功能结合使用，通过提高测量间隔的精度可以改进自动警报。
2.基本原理超声波是一种机械波，其振动频率高于声波，后者是在激发电压作用下由压电陶瓷零件振动产生的。
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至今已有美国、荷兰、英国等１２个国家政府机 构批准超声波流量计量作为贸易结算的法定计量器 具，它是继孑Ｌ板流量计、涡轮流量计之后第三类适用
于高压、大口径、高精度的天然气流量计。我国也为 此相应的制定了如：《用气体超声流量计测量天然气 流量》ＧＢ厂１１ １８６０４－－２００１、《天然气压缩因子的计算 第１部分：导论和指南｝ＧＢｆｒｌ７７４７．１—１９９９、《天然气 压缩因子的计算第２部分：用摩尔组成进行计算》 ＧＢ／Ｔ１７７４７．２—１９９９、《天然气压缩因子的计算第３ 部分：用物性值进行计算｝ＧＢ／Ｔ１７７４７．３—１９９９、《天然 气计量系统技术要求）ＣＢｆｒｌ８６０３—２００１等一系列国 家标准，使得多声道超声波流量计在国内贸易口岸、 西气东输沿线以及国内管道天然气大流量贸易计量 方面的应用与发展得以迅速扩大．并正逐步取代孔 板流量计，成为贸易计量结算的主要方式。
广 一 旧
一 ，一
图ｌ 多声道超声波流量计的声道结构
２超声波流量计量介绍
２．１基本概念 超声波是一种机械波．主要有纵波、横波和表面
波三种形式，其它则为这三种波的衍生波，（如蓝姆 波等）。上述３种波在传媒介质中具有不同的传播特
１２
圈２超声渡流量测■原理不薏圈
下面是时间ｔ与平均流速Ｖ相互关系的基本公
式与推导
ｔ·２百扫ｔｄｌ
（１）
ｔｚ＝石静ｔｄ２
（２）
万方数据
ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｇａｓ．ｏｒｇ．ｃｎ
城市燃气２００８１１ １（ｖ０１．４０５）
公式中参数说明：
Ｌ．两个对射超声波探头Ａ与Ｂ之间有效声道
的总长度（声程）；
卜超声波的传播方向与流体的流动方向加角：
ｔｌ一顺流时的测量总时间：
ｔ。。一顺流时间测量电路及探头的总延时时间；
如图２所示．一对Ａ和Ｂ超声波换能器相向交 替（或同时）发射或接收超声波．由于声速顺流所需 的传输时间较短．而声速逆流时所需的传输时间较 长。通过测量超声波在介质中的顺流和逆流传播的 时间和时间差．可以间接测量到流体平均流速Ｖ．并 根据平均流速和已确定的流道横截面Ａ的关系．应
用微处理器的处理技术导出流量９。流量公式：Ｏ＝ Ａ＊Ｖ。最终计算出流体的体积。超声波时差法测量流 体流量的技术核心是对时间的测量与处理。
量周期ｔ，与ｔ：两时间极短，一般在毫秒级，短时间内 温度和压力变化不大或基本保持稳定。使时问的时 差法是有效的流量测量方法．因此该项技术方案。在 国内外超声波流量实际测量中得到广泛应用。上述 公式和推导还可以通过数学的方法做出进一步的理
论证明．时差法是正确有效的。
３超声波在民用燃气表中的应用展望
目前．全国在用燃气表数大约１ ６００万台．其中 北京仅在用ＩＣ卡表有１５０万台，国内燃气表年计划 发展量约１００多万台。国内民用燃气表一直以量程 比大．成本低的膜式燃气表占据主导地位。膜式燃气 表的原理和基本结构已有上百年历史．精度从±３％ 提高到±１．５％，重量上有所减轻、体积有所减小、表 体外形有所改观变化。在信息化的今天．查表、收费、 计量、运行维护以及管理等诸多方面，膜式燃气表仅 依靠机械字轮指示器记录气量这一基本功能．已不 能适应或满足市场多种需求．因而出现了在膜式燃 气表（简称基表）的基础上，进行各种各样智能化、信 息化改造的现象，如ＩＣ卡表、有线远传表、无线远传 表等。上海、北京等地又出现了在ＩＣ卡表基础上增 加无线传输功能发展的趋势。目前基表价格一般在 ９０元到１４０元左右．而加装智能化后的价格一般在 ４５０元到５５０元左右．最低的ＩＣ卡燃气表价格能到
精度要求．应当消除掉上述因素对Ｃ的影响和干 扰。设标准声速ＣＯ，Ｉ／－－０流速时受到压力Ｐ和温度
Ｔ影响后，声速有ＡＣｐｔ变化，其声速Ｃｉ＝Ｃｏ＋ＡＣ。，当 该条件下有平均流速Ｖ时．顺流的声速表示为：
Ｃｖｓ＝Ｃｏ＋ａＣｐｔ＋Ｖｃｏｓ０．逆流的声速表示为：Ｃｖｎ＝Ｃｏ＋
ＡＣｐｔ－ＶｃｏｓＯ。 顺流与逆流的声速差表示为：
图３ 本文涉及有关燃气表的配图 流道和声道结构
１４
万方数据
图４民用超声波燃气表电路系统结构总框图 、＾～１，、＾，．ｃｈｉｎａｇａｓ．ｏｒｇ．ＣＡ
城市燃气２００８／１ １（Ｖ０１．４０５）
ＬＮＧ冷能利用技术探讨
重庆大学城市建设与环境工程学院（４０００４Ｓ） 周廷鹤 彭世尼
很多种速度式流量计在线实际计量中误差增 加．一个主要原因是由于流体流态特性的影响．这一 直是此类流量计的一个研究重点。由于现场阻流件 类型的复杂性．流速廓形畸变，旋转流（涡流）以及脉 动流等流体流态特性变化及影响．孔板流量计花费 数十年时间试验．消耗大量人力．其成果仍不能满足 高精度、大量程（孔板流量计目前最好的量程比为 １０：１）、低压损等现场实际要求，其它类型如涡街流 量计等的研究试验仍在大力进行中。近年出现多声 道气体超声流量计．它利用多声道构建层析网络（见 图１）．应用计算机技术进行实时补偿和处理取得良 好效果。这是一种应用软件测量技术解决问题的方 法．它与孔板流量计等采用对阻流件逐个测量的方 法无疑有较好的技术性和经济性。并引起人们的充 分重视．一个重要原因就是通过多声道构建的层析 网络．基本上解决了流体流动特性对流量计影响．具 有１００：１的大量程和±０．５％。±０．７５％的高精度。一 般来讲声道数越多精度越高。在实际应用中，根据精 度要求．选择声道数．一般声道数选择范围在３至５
ｔ２．一流逆时的测量总时间；
垃一逆流时间测量电路及探头的总延时时间；
ＣＬ超声波的声波速度：
卜流体在有效截面积为Ａ的流道中的平均流
速：
Ｖｃｏｓ卜流体在声波传递方向上的分速度： “ＫＯＳ卜超声波顺流声速： Ｃ—Ｖｃｏｓ卜逆流声速。
由上述公式通过代数推导出平均流速Ｖ
忙［上ｔ２－ｔａ２一音］×丽Ｌ
（３）
ｃ‘＿＿等＿弋
ＡＣｖｓｎ＝Ｃｖｓ－Ｃｖｎ＝２ ＶｃｏｓＯ
（６）
上面公式的推导表明．通过对顺流和逆流时间
做差的方法．一方面不仅确实可以完全消除掉温度
和压力变化对声速的影响量ＡＣｐｔ．即时间中的共模 成分即声波速度变化的影响。而不影响流速的测量： 同时顺流与逆流的声速差ＡＣｖｓｎ等于２倍流速的
余弦分量．差分得到有效的放大，使测量的灵敏度提 高．扩大差模成分这正是时差法能够应用于超声检 测的基础与核心。顺流与逆流声速Ｃ一个完整的测
超声波测量气体流量的技术是应用超声波的纵 波在气体中以声速Ｃ定向传播特性进行测量．具体 应用有多种方法，主要分为以下几种：单向测量法、 频差法、超声多普勒法、相关法、相位差法和时差法。 目前国内外工业超声流量计均采用时差法．时差法 在国内有被称为速度差法．核心是对顺流和逆流声 速时间的测量。 ２．２测量流量的时差法原理
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万方数据
、＾，、＾，、＾，．ｃｈｉｎａｇａｓ．ｏｒｇ．ｃｎ
城市燃气２００８／１ １（ｖｏＩ．４０５）
３５０元左右。智能化部分与基表相比较，已占总价格 的７０％以上。
目前。欧洲和ｌｅｔ本已经出现了民用超声波燃气 表和水表．如英国ＩＮＶＥＮＳＹＳ有限公司的Ｓｏｎｉｘ ６ 型超声煤气表．德国ＥＬＳＴＥＲ的ＵＳＫ６型超声燃气 表．主要技术参数基本上以膜式表为参比对象。从市 场需求、成本价格接受能力和现代化信息管理要求 等方面综合考虑．针对国外民用燃气表出现的具有
１１
万方数据
ＷＷＭ／．ｃｈｉｎａｇａｓ．ｏｒｇ．ｃｎ
城市燃气２００８１１ １（ｖ０１．４０５）
个声道之间。声道数越多成本价格也越高。同时要考 虑国内检定机构检定设备的流量范围和精度等制约 限制。目前所能检定的最大管径为ＤＮ３００，最小管 径一般在ＤＮｌ５０．所能出具的系统精度等级的能力 为ｌ级。被检定系统精度过高不仅增加投资．同时还 将无法得到检定机构确认。声道数量受管径几何空 间尺寸限制．因此小管径可安装声道数受到限制．精 度相应也受到一定限制。大流量超声波管径选用一 般在ＤＮｌ５０至ＤＮ３００之间。多声道超声波流量计 已成为了一项成熟流量计量检测技术．国内已有不 少厂商在大流量方面．开发出超声波天然气流量计 量的产品．但目前还主要局限于管道天然气大流量 贸易计量方面。在中小流量方面．国际上已开发并拥 有了民用超声燃气表．由于涉及到一些敏感技术等 问题．较难获得具体的相关技术信息资料。国内尚无 其产品和应用．相关产品的介绍也很少．更难见到有 关民用超声燃气表的技术性文章或资料。因此．借鉴 目前工业用大型超声流量计所采用的时差法测量燃 气流量的方法．依据对超声波流量计量的了解和应 用情况．于此尝试着发表本文，对超声波在燃气流量 计量中的应用进行一些介绍，以供大家探讨。
（４）
、’
ｔｌ＋ｔ２一（ｔｄｌ＋ｔ也）
忙而（２（ｔＬ。）。２＋叫ｘ互丽ＡＴ
（５）
ＴＩ－－－－ｔｌ－ｔ０１；下２＝ｔ２－ｔｄ２；
Ａａ－＝＇ｒ２一下１＝（ｔ２一ｔ１）一（ｔ啦一ｔｄｌ） 流速是时间的函数．通过对时间值的测量可以 计算出平均流速Ｖ。 工业大流量超声波一般双向测量的最大平均流 速范围：±３０ ｍ／ｓ，最小平均流速范围：±０．３ ｍ／ｓ。实
城市燃气２００８／１ １（ｖ０１．４０５）
超声波在天然气流量计量中的应用