天然气计量技术—气体超声波流量计
天然气超声波流量计的工作原理
天然气超声波流量计的工作原理
天然气超声波流量计通过发送和接收超声波信号来测量天然气的流量。
其工作原理如下：
1. 发送超声波信号：流量计中的传感器发出超声波信号（通常是由压电晶体产生的声波），通常有两个传感器，一个充当发送器，另一个充当接收器。
2. 超声波通过天然气：发送的超声波信号穿过天然气管道，传输到另一个传感器接收器。
3. 检测接收的超声波：接收器接收到传输过来的超声波信号，并记录传输过程中的时间差和信号强度。
4. 测量流速：根据超声波在天然气中的传播速度以及时间差，计算出天然气的流速。
5. 计算流量：将测得的流速与流量计的截面积进行计算，得到天然气的流量。
需要注意的是，超声波在物质介质中的传播速度受到多种因素的影响，包括介质的密度、温度、湿度、气体成分等。
因此，在实际应用中，需要对这些因素进行校正，以保证测量结果的准确性。
天然气超声波流量计检定规程
天然气超声波流量计检定规程
近10年我国天然气工业得到飞速发展，建成天然气长输管道总里程近10×104 km，初步形成“横跨东西、纵贯南北、联通境外”贯穿全国主要地区与城市的输送管网。
伴随着天然气的发展,天然气计量技术也有了突破性进展，超声波流量计以其高精度、大量程、低压损等优势，逐步替代了传统孔板流量计成为大宗天然气计量的主要用表。
按照GB/T 18603—2014《天然气计量系统技术要求》，用于A级交接站点的超声波流量计须进行实流检定，要拆卸后送国家石油天然气大流量计量站，用天然气作为介质检定。
目前，国内建设或正在建设的有9座检定站，分布在成都、南京、武汉、广州、乌鲁木齐、北京、榆林、塔里木。
其中，成都、南京分站建有原级、次级及工作级计量标准，武汉分站建有原级、工作级计量标准，广州、乌鲁木齐、榆林分站建有次级、工作级计量标准，北京、塔里木分站建有工作级计量标准。
目前，主要用工作级计量标准检定/校准超声波流量计，工作级计量标准的不确定度在0.25%～0.33%。
JJG 1030—2007《超声波流量计检定规程》7.1.1.2中的规定：装置测量结果的不确定度应不大于被检流量计最大允许误差绝对值的⅓。
A级站点计量系统的最大允许误差为1.0%，流量计不确定度为0.75%，检定该等级超声波流量计，标准装置的不确定度应达到0.25%。
按该规定，部分工作级计量标准不能满足检定规程的要求，但工作计量标准的不确定度的提高受多种因素影响也存在较大难度，而建立次级标准检定超声波流量计又存在建设投资大、流量范围小不能覆盖大口径流量计的问题。
因此，进行等精度量传是解决天然气超声波流量计检定切实可行的方法。
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
气体超声波流量计原理
气体超声波流量计原理
气体超声波流量计是一种使用超声波技术来测量气体流动速度和体积流量的设备。
它通过将超声波传感器安装在流体管道中，利用超声波在气体中传播的特性来实现流量测量。
超声波流量计的原理基于多普勒效应和声速消声理论。
当超声波传感器发送一个高频信号进入流体中时，其中的气体颗粒会对超声波产生频率偏移。
这个频率偏移被称为多普勒频移，它与气体颗粒在流体中的速度成正比。
超声波流量计的传感器能够测量到这个多普勒频移，从而计算出气体的流动速度。
通过将流速与管道横截面积相乘，可以得到气体的体积流量。
为了提高测量的准确性，超声波流量计通常使用双超声波传感器布置在管道的对角位置。
一个传感器作为发送器发送超声波信号，另一个作为接收器接收反射回来的信号。
通过比较两个传感器接收到的信号，可以消除流体中的干扰，获得准确的流速和体积流量测量结果。
除了多普勒频移的测量外，超声波流量计还可以通过测量超声波在气体中传播的时间差来实现流速的测量。
这种方法被称为时间差测量法，它利用超声波在气体中传播的速度很高，可以忽略不计的特点来测量流速。
总之，气体超声波流量计利用超声波在气体中传播的特性，通过测量多普勒频移或时间差来实现气体的流速和体积流量的测
量。
它具有非侵入式、准确性高、无可动部件等优点，广泛应用于石油、化工、能源等行业的流量计量中。
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。
天然气计量中超声波、涡轮和罗茨气体流量计的区别
天然气计量中超声波、涡轮和罗茨气体流量计的区别超声波、涡轮和罗茨气体流量计在天然气计量中的使用有哪些区别？目前在天然气流量计测量中，被广泛使用的流量计是：气体涡轮流量计，气体超声波流量计，气体罗茨流量计等。
这几种流量计各有各的优缺点。
气体涡轮流量计是速度式流量测量仪表。
当流体流入流量计时，在前导流体（或整流器）的作用下得到整流并加速，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在克服摩擦力矩和流体阻力矩后，涡轮开始旋转。
在一定的流量范围内，涡轮旋转的角速度与流体体积流量成正比。
根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同步转动的参考轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，该信号经放大、滤波、整形后送入智能体积修正仪，与温度、压力等信号一起进行运算处理，分别显示于LCD 屏上。
精度高，测量简单。
但是，因为有叶轮，使得流量计上下端有压差的存在，叶轮一直承受的压力，对叶轮的轴承的要求很高。
这也是为什么2-3 年，涡轮流量计要更换的原因。
其价格比较适中。
被大量使用在城市燃气站等地方。
气体超声波流量计是最近几年兴起的新的流量测量方式，其设计比较复杂，故价格也比较高。
目前能生产的厂家比较少，使用范围也仅是在天然气输送管道比较多。
基本都是大型企业在使用。
测量精度高，维护少。
气体罗茨流量计是一种容积式流量仪表。
当气体通过流量计时，在入口和出口间产生的压差，作用在与高精密同步齿轮联结在一起的一对罗茨轮上，从而驱动罗茨轮旋转。
在这期间，罗茨轮与壳体内壁和压盖之间形成的密闭空间——计量腔周期地充气和排气。
罗茨轮的转数与通过流量计的气体体积量成正比。
罗茨轮的旋转经磁耦合器传递给机械计数器（或输出流量脉冲信号），从而累积流经计量腔的体积量实现计量的目的。
气体罗茨流量计始动流量小，量程比宽，适用于计量负荷变动大的气体流量。
且计量精确度不受。
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。
天然气超声波流量计操作规程
天然气超声波流量计操作维护规程中国石油西部管道兰州输气分公司年月签字职务日期编制人：审核人：批准人：目录1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 操作内容 (2)5 风险提示 (5)6 应急处置 (5)7 附件 (5)1 范围本标准规定了涩宁兰超声波流量计的现场操作方法。
本标准适用于涩宁兰气体超声流量计。
2 规范性引用文件2.1《中华人民共和国国家标准天然气计量系统技术要求》GB/T 18603一20012.2《用气体超声波流量计测量天然气流量》GB/T 18604-20013 术语和定义3.1气体超声流量计ultrassonic gas flow meter安装在流动气体的管道上，并用超声原理测量气体流量的流量计。
以下简称流量计。
3.2超声换能器ultrassonic transducer把声能转化成电信号和反过来把电信号转化成声能的元件。
3.3信号处理单元signal processing unit是流量计的一部分，由电子元件和微处理器系统组成。
3.4零流量测试zero-flow measure在无流动介质的情况下，检查流量计的读数是否为零或在流量计本身规定的允许范围内。
3.5分界流量transition gas flow rate低于该流量要采用扩展误差限的流量值。
3.6实流校准系数flow calibration factor将流量计进行实流校准测试，并将测试结果按照一定修正方法得出的流量计系数。
3.7最大瞬时压力maximum incidental pressures在短时间内，计量系统能够承受安全装置极限内的最大工作压力。
3.8流量计算机flow computer计算和指示标准参比条件下的流量等参数的装置。
3.9转换装置conversion device由一台流量计算机和各个传感器组成的装置。
用于以压力、温度和气体组成或以密度或以发热量为参数进行标准参比条件下体积流量和质量流量及能量流量的转换。
燃气超声波流量计执行标准
燃气超声波流量计执行标准
燃气超声波流量计的执行标准可以根据不同的国家或地区的规定而有所差异。
以下是一些常见的燃气超声波流量计执行标准的例子：
1. GB/T 18604-2018《扩散压缩气体流量计准确度试验方法》（中国标准）
该标准主要规定了燃气超声波流量计的准确度试验方法和要求，包括测试设备、测试条件、试验程序和结果的评定等内容。
2. ISO 17089-1:2018《Gas meters -- Rotary displacement meters for gas》（国际标准）
这个标准适用于燃气超声波流量计中使用的旋转位移式流量计。
它规定了测试方法和准确度要求。
3. AGA Report No. 9《Measurement of Gas by Multipath Ultrasonic Meters》（美国标准）
这个标准由美国天然气协会（AGA）制定，详细介绍了燃气
超声波流量计的安装、操作、维护和准确度验证等内容。
需要注意的是，以上只是一些例子，并不是燃气超声波流量计执行标准的详尽列表。
具体的执行标准应根据使用国家或地区的相关规定来确定。
天然气自动计量组成原理
天然气自动计量组成原理1.计量系统：计量系统是指整个天然气自动计量的集成系统，由以下几个部分组成：(1)流量传感器：用于测量天然气的流量。
常见的流量传感器有差压流量计、超声波流量计和涡轮流量计等。
流量传感器将流经管道的天然气转化为电信号，并传输给计量设备进行数据处理。
(2)温度传感器：用于测量天然气的温度。
温度传感器通常安装在流量传感器的进口处，测量进口天然气的温度，并将数据传输给计量设备。
(3)压力传感器：用于测量天然气的压力。
压力传感器通常安装在流量传感器的进口和出口处，测量天然气的进口和出口压力，并将数据传输给计量设备。
(4)流量计算器：用于根据流量传感器、温度传感器和压力传感器测量到的数据，计算天然气的实时流量，并进行数据处理和存储。
(5)数据采集与处理设备：负责采集流量计算器的数据，并进行处理、存储和传输。
数据采集与处理设备通常包括数据采集模块、处理单元和通信模块等。
(6)信号输出设备：用于将计量结果输出为标准化的电信号，以便进行显示和传输。
2.计量仪表：计量仪表是计量系统中的关键部分，主要包括以下几种类型：(1)差压流量计：利用流经差压流量计的天然气流动产生的差压来测量天然气的流量。
差压流量计根据孔板、喷嘴、或ifice等构成，通过测量进口和出口的差压，计算天然气的流量。
(2)超声波流量计：利用超声波在流体中的传播速度与流体速度成正比的原理，通过测量超声波通过天然气的时间来计算天然气的流量。
超声波流量计通常有单通道和双通道两种类型，分别用于测量单相和多相流体。
(3)涡轮流量计：利用涡轮在天然气流动中的转速来测量天然气的流量。
涡轮流量计通过测量涡轮的转速，并与涡轮的特性曲线相匹配，从而计算天然气的流量。
总的来说，天然气自动计量的主要原理是通过合理的计量系统和计量仪表，利用流量、温度和压力等参数来测量天然气的流量，实现对天然气的实时计量。
通过这种方式，可以准确地监测天然气的使用量，提高天然气资源的利用效率。
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。
UFG210型气体超声波流量计
UFG210型气体超声波流量计1、产品描述UFG210系列超声波流量计采用了最前沿的超声波传感器技术，专注于城市小型天然气工商用户贸易交接领域的流量测量。
采用时差式原理，利用了当前先进的信号处理技术和高速采样技术，UFG210型气体超声流量计可以满足城市小型天然气工商用户计量行业的高精度要求。
由于没有任何可移动部件，同时带有自诊断功能，降低了维护成本，可在完成高精度计量的同时实现对用气状态及过程的实时监测。
UFG210兼容了当前国内外天然气计量相关的标准，上位监控软件可实现对设备全方面的数据采集及诊断分析，同时可根据权限对设备进行参数设定，操作简单。
2、产品特点采用最先进的超声波传感器技术，安全可靠；计量精度高，可达1.5%；量程范围宽，在1.5%精度内量程比可达1:100；分界流量低，分界流量Q t低至0.1Q max；始动流量低，G6口径低至0.01m3/h；内置控制阀，压损最大为0.375kpa；集成温度、压力检测，一体化温压修正；计量部分+7.2V锂电池组供电，电池寿命不小于8年；无任何可移动部件，几乎免维护；集成数据无线远传，具有自诊断及在线监测功能；3、性能指标产品型号UFG210型气体超声波流量计测量原理超声波时差法声道数单声道测量精度 1.5级量程比1:100工作温度－15℃～50℃工作压力0.05kpa～30kpa防爆等级Ex d IIB T6防护等级IP65测量值工况流量、工况累积量、标况流量、标况累计量、温度、压力测量介质天然气、空气、氮气、氧气等多种气体输出信号红色LED灯，默认每10L闪烁一次显示方式液晶显示表接头螺纹G2〃接头中心距180mm供电方式计量电源：7.2V锂电池（2节ER34615电池串联）无线电源：6V碱电池（4节5号电池串联）4、技术参数规格型号计量范围（m3/h）始动流量（m3/h）过载流量（kpa）最大压损（kpa）工作压力（kpa）计量精度（％）UFG210-G60.1～100.01120.350.05～30（表压）Q min~Q t：≤±3% Q t~Q max：≤±1.5% Q t=0.1Q maxUFG210-G100.16～160.01619.20.32 UFG210-G160.25～250.025300.30 UFG210-G250.4～400.04480.26注：最大压损数据测试条件为：常压、介质为干空气、流量计工作于最大流量下。
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。
超声波流量计说明书
Mark II
CPU 主板 电源板
本安接口板 现场接线板 诊断和接口板
四、CUI软件
DANIEL CUI是基于Windows操作系统的软件，可为用户呈 现：流速剖面、各声道的声速、增益、信噪比
连接PC机与超声流量计之间的RS232（以太网）通讯电缆， 在PC机中运行“Daniel CUI MARK III”软件，点击 “connect（连接）”按钮，建立PC机与超声流量计之间 的通讯。
声波是如何产生的 ?
当振动体与介质相接触时,便产生声波
声波的频率 (Hz)
单位时间内通过某一给定点的声波的数量叫 声波的频率
声波的速度
速度是指声波通过某一介质的速率(米/秒, 英 尺/秒), 它是独立于频率的一个概念
介质的弹性越大,声波传播的速度越快 介质的密度越大, 声波传输的速度越慢 如果气体的密度已知的话,声波的速度是可以
如果某声道探头脏了，那么探头的能量就会被大大削弱， 此时流量计可以通过探头的反馈信号得知能量损耗较大，结 果就会增加此声道的增益，从而增加能量，能够克服由于探 头脏污而导致的能量损失。
Signal to noise ratios:信噪比，指的是超声波流量计的信 号和噪声的比值，信噪比越大，则说明超声波流量计的工作 情况越好。
当管道中有气体流过时，传感器1和传感器2所发射的超声波 脉冲分别被传感器2和传感器1接受，由于超声波脉冲在气流 中传播速度受到气流的影响，导致超声波脉冲顺流传播的速 度要比逆流时快，在超声波声道长度内，其顺流、逆流方向 的传播时间分别为：
ts
L
cvcos
tn
L
cvcos
气体超声波流量计简介
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
探头的特点
可以使用以下工具在线带压拆卸并更 换超声波探头
计量特性
• 专用于贸易交接 • 高精度：精度优于 +/-0.5%,
重复性优于+/-0.2%
• 多通道可检测流体的多个剖面 • 多通道提供了必要的冗余能力，独特的声道
双声声道、三和五声道流量计，采用单反射和双反射技术。
• Daniel，有双声道和四声道两种，大部分是直射技术。 • Controlotron，采用单反射技术，可根据需要增加声道。时
间可准确到10-12秒，比其他公司小10-3。是唯一一家生产管 径小于DN100和外夹式超声流量计的厂家。
• MFC, 采用直射和单反射技术，最多为六声道。
CF 1
0.242
LOG (0.2703 WR D
0.835 Re 0.8
)
CF = 矫正系数
WR =管壁粗糙度
Re = 雷诺数
多通道流量计算
流量计算的步骤
• 测量每个通道的声波传输时间 • 计算每个通道的流体速度 • 计算平均速度 • 流速乘以截面积
三、超声波流量计分 类
根据换能器多少，目前气体超声流量 计有一至六声道流量计；
在实际工作过程中，处在上下游的超声 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。
超声波流量计的基本原理
用于天然气流量测量的超声流量计使用的是时 间差法。图1 为直射式超声流量计的工作原理示意 图。在管壁两边安装一对斜角为的超声换能器，两 个换能器同时或定时向对方发射和接收对方的超声 信号。
超声流量计在天然气计量中的应用
超声流量计在天然气计量中的应用摘要：对超声流量计的工作与阿尼，安装要求，使用及其检定方式进行细致研研究，目的在于提高对该仪器设备的使用效率，以及其在使用过程中的准确性与可靠性，同时就如何对该仪器进行检定进行较为详细的介绍。
关键词：天然气；超声流量计；检定越重要，精确地计量对于天然气贸易具有十分重要的影响，超声波流量计是一种新型的气体流量统计仪，测量范围大、具有准确度高、不易压损、重复性好、部件固定、适合于口径较大的气体管道测量工作，因此广泛适用于天然气长输管道的计量工作中。
1 工作原理超声流量计是一种利用声波对流管内流体流速进行测定的计量仪器，气体测量现场主要的设备是超声传感器，传感器一般被安装在管壁上，传感器与传感器之间以几何形的方式排列。
目前，所使用的超神波流量计有多个不同的形式，这种形式上的差异主要是由不同的几何形排列所导致的。
超声波流量计所使用的是时间差法，在具体操作中，将一对斜角超声流量计算安装早管道的一侧，而将一对换能器装在管道的另一头，这样当气体通过后，则可以同时，或是在设定的时间上获得对方的超声信号。
具体操作如下：现在管道两头安装超声波流量计的转换器，转换器A与转换器B，两个转换器之间的距离假设为L，流体在管道内的声速为C，且流体自身速度为V，声波传播方向与流体在管道内的流动方向夹角为θ，声波在流体中顺流的传播时间，在流体中逆流传播时间为，则可以通过如下联立解方程（1）式和方程（2）式可得从式（3）求出被测气体的流速后，与超声波流量计的截面积相乘，得到的就为流体在管道中的工况流量；利用压缩因子及温度、压力信号对工况流量进行修正，从而得到标准状况下的体积流量，进行贸易计量交接。
2 超声流量计在使用中的注意事项超声波流量计在高压环境下，以及长距离输送管道的气体计量中具有明显的优势，但是由于现场环境随时可能会发生变化，因此超声波流量计必须达到GB/T 18604标准，也就是2001所颁布的《用气体超声流量计测量天然气流量》中所规定的技术标准，并且在温度、振动以及电气噪声等问题上达到厂家标准。
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。
气体超声波流量计-全球百科
气体超声波流量计-全球百科
一、概述
嘉可仪表气体超声波流量计是当前广泛应用于天然气贸易交接的流量测量设施，其较高的精度等级、较低的故障率以及维护的便利性受到大部分用户的青睐。
气体超声波流量计量系统是一个由多种仪表组合而成的测量系统，包括气体超声波流量计、压力变送器、温度变送器和流量积算仪，流量超过一定限值还需配备在线色谱分析仪。
流量积算仪通过获取现场流量计实测的工况流量、温度、压力等参数结合天然气组分实时计算标况下的天然气流量，任何一个参数的准确性都将直接影响到测量结果。
从事天然气交接计量的技术人员，要了解可能引起气体气体超声波流量计量系统计量偏差的因素，便于高效处理贸易交接过程出现的计量异议，避免引起计量纠纷。
二、原理和组成
嘉可仪表气体超声波流量计根据对信号检测的原理可分为传播速度差法（直接时差法、时差法、相位差法）、波束偏移法、多普勒法等，其中传播时差法气体气体超声波流量计较为常见，主要是通过测量高频声脉冲传播时间得出气体流量的速度式流量计。
传播时间是通过在管道外或管道内成对的换能器之间传送和接收到的声脉冲进行测量的，声脉冲沿斜线方向传播，顺流传送的声脉冲会加速，而逆流传送的声脉冲则会减速，其传播时间差与气体的流速有关，从而计算在工作条件下通过气体气体超声波流量计的气体轴向平均流速和流量。
工
作条件下的流量经流量积算仪，结合温度、压力、气体组分等参数，经过复杂计算得出标准参比条件下的流量值。
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或 V L (1 1)
2 cos t1 t2
v = 流体速度 c = 声速
t1 = 上游传输时间 t2 = 下游传输时间 L ( X ) =上下游换能器之间的距离
超声波流量计的计算
多通道即多路流速测量!
A B C D
多通道流量计
Vn
=
L2 2x
(t1 -t2 ) (t1 t2 )
4
S Vavg = Wn Vn n=1
• 时间直通式测量原理本身具有较高的精准度， 不受表体内部光滑程度或污垢的影响。
• 对流体剖面特性及流场,流态的检测,并采用 精确的数学模型进行补偿
如何确保超声波流量计的精度
• 电子时钟的稳定性 • 连续测量与流体状态相关的声波脉冲 • 对电子元件和传感器引起的信号滞后给予恰
当的补偿
多通道流量计算
–常用来矫正流态剖面对流量测量的影响 • 流态的矫正
–常用在单通道或双通道流量计中
谢谢
计量特性
• 工作原理简单； • 测量准确度高，量程比大，一般都是1：20，可达到1：100； • 适应性强，上游直管段最好25~30D ，下游直管段最好10D
(加流动调节器，上游最短10D ，下游5D ，加上表体约 20D)； • 无可动部件，可直接进行清管作业； • 受压力变化影响较小； • 为高科技产品，各厂家的产品都有其独特的专利技术，一 次性投资高； • 多声道，尤其是四声道和五声道流量计能适用多种流态；
应用场合
普通气体超声波流量计 • 非贸易交接的场合 • 比对 • 储气罐的测量 • 海洋天然气的计量 • 原料天然气的测量
如何确保超声波流量计的精度
• 精确的几何加工尺寸和精密的传感器定位
• 仪表的整体化技术贯穿于设计的全部过程中， 整体铸造钢制表体，减少焊缝接口，有效减 少表体热胀冷缩对计量的影响
结构——探头的特点
可以使用以下工具在线带压拆卸并更换 超声波探头
计量特性
• 专用于贸易交接 • 高精度：精度优于 +/-0.5%,
重复性优于+/-0.2% • 多通道可检测流体的多个剖面 • 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
• 精确的设计和在加工制造过程中的质量控制
• Controlotron，采用单反射技术，可根据需要增加 声道。时间可准确到10-12秒，比其他公司小10-3。 是唯一一家生产管径小于DN100和外夹式超声流量 计的厂家。
• Kongsberg, 是采用直射技术，最多为六声道。
应用场合
高级超声波气体流量计 • 长输管线 • 集气系统 • 海洋天然气 • 压气站 • 气体处理工厂 • 高压管线 • 输配管网
图1 工作原理图
超声波流量计探头
衬垫 材料
导电 体
壳体
压电晶体 Disk
耦合 层
24V 输入
120 KHz 输入声探头工作原理图
时间直通式原理的技术特点
– 声波由一个探头发射另一个接收，不经管壁反 射
– 声波由上游向下游传输的时间(由于声波被气流 推动)小于声波由下游向上游传输的时间(声波被 气流反向阻挡)
• 1993: DANIEL公司采样自动增益控制和数字信号 处理技术改善了流量计的电子单元,提高了信号的 保真度和流量计的精度
• 1994: DANIEL引入防爆的Mark II电子处理装置
丹尼尔超声波流量计的发展历史
• 1998: DANIEL开发出可在线拆装的超声波探头器 并可提供在线带压拆装工具
流量计算的步骤
• 测量每个通道的声波传输时间 • 计算每个通道的速度 • 计算平均速度 • 流速乘以截面积
多通道流量计算
电子单元的计算功能
• 计算工况流量 • 可以直接接入温度和压力信号，进行温压补偿运
算，即不使用流量计算机获得标况流量 • 输入天然气组份，密度，由此可以推算出气体的
压缩因子及热值。 • 按AGA 8号报告等计算压缩因子 • 雷诺数的计算
结构—四声道流量计
结构—五声道流量计
结构—五声道流量计
结构——外夹式流量计
Controlotron 采用单反射 技术生产了 外夹式超声 流量计，不 确定度为 1.0 ~2.0 % 。
结构——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
厂家简介
目前生产超声流量计的厂家有荷兰的Instromet， 美国的Daniel和Controlotron及挪威的Kongsberg等。 各个厂都有其特别的技术。
• Instromet， 对超声流量计有较系统的研究，有单 声道、双声声道、三和五声道流量计，采用单反射 和双反射技术。
• Daniel，有双声道和四声道两种，大部分是直射技 术。
反射型超声波流量计流量方程
L Tup =
c - v(x/L)
L Tdn =
c + v(x/L)
X
Flow L/2
D L/2
单声道超声波流量计的计算
单通道流量计
v L2 (t1 t2 ) 2x t1t2
c L (t1 t2 ) 2 t1t2
流态剖面流态矫正
对单通道和双通道流量计来说
CF 1
• 2000: 中油西南分公司采用7台DANIEL高级超声波 流量计用于贸易计量，向重庆和四川的大型天然气 用户供气。
• 2001：大庆油田天然气公司采用7台DANIEL 中级 超声波流量计用于储气库和内部管线计量。
超声波流量计的基本原理
用于天然气流量测量的超声流量计使用的是时间 差法。图1 为直射式超声流量计的工作原理示意图。 在管壁两边安装一对斜角为的超声换能器，两个换 能器同时或定时向对方发射和接收对方的超声信号。
结构—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。
双声到气体超声流量计不确定度为1.0~1.5% 。
结构—双声道流量计
结构—双声道流量计
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， Controlotron 采用单反射 技术，不确 定度为 0.7 ~1.0% 。
几何权重因子
权重因子仅取决于探头的几何分布情况!
A B C D
多通道流量计
Wa= 0.1382 Wb= 0.3618 Wc= 0.3618 Wd= 0.1382
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
q V • A
式中：q——流体在管道中的工况流量； A——管道横截面积。
由此可见，超声流量计的测量精度取决于声道长度L和时 间测量准确度。
计量特性
• 声速,温度,气体运行状况的测量是相对独立 的
• 特别适用于高压气体,一般最低工作压力为 4～5 bar
• 常见流量计的直径, 150mm - 600mm (6”-36”) • 最高压力可达ANSI #2500(约42MPa)
标准化
在标准化过程中，气体超声流量计算是 比较快的。目前有AGA9号报告，ISO/TR 12765，ISO/WD 17089，我国参照AGA9号 报告编写的国标GB/T 18604，2002年发布实 施。
X
Flow
D
传输时间 .007
.003
高级超声波流量计流量方程
任意一对传感器
L t1 =
c - v(x/L)
L t2 =
c + v(x/L)
或
t1
C
L
V cos
t2
C
L
V cos
X
Flow
D
流量方程
流量从上述方程中求出
v
=
L2 (t1-t2) 2x t1t2
c=
L (t1+t2) 2 t1t2
天然气计量技术讲座
气体超声流量计
丹尼尔超声波流量计的发展历史
• 八十年代初期, 英国煤气公司开始研发四通道的超 声波流量计
• 1986: 英国煤气公司授权Daniel公司作为唯一的开 发商,进一步开发该类型流量计的工业领域的应用
• 1989: 第一台模拟电路超声波流量计顺利出厂,在英 国开始销售并用于商业计量
– 这两个时间之差与气流的速度存在某种对于关 系
– 从上下游测得的传输时间可以计算出气流的平 均速度和声波的速度
时间直通式测量原理
本安型传感器信号检测回路
脉冲发生器
接收单元 检测单元
时钟
120 kHz 超声波信号
( 大大给予调节阀的干扰频率60 kHz)
100 MHz 晶振
超声波流量计
. 传输时间 004
0.242
LOG (0.2703 WR D
0.835 Re 0.8
CF = 矫正系数
WR =管壁粗糙度
Re = 雷诺数
超声波流量计结构
根据换能器多少，目前气体超声流量计 有一至六声道流量计；根据超声波在管壁上 的反射情况，又可分为直射、单反射和双反 射三种。
结构—单声道流量计
一般都采 用单反射 技术，计 量不确定 度为: 1.0~2.0%。
结构—三声道流量计
结构—四声道和五声道流量计
四声道流量计： Daniel 采用的是直射技 术，不确定度为0.5%左右。
五声道流量计：目前只有Instromet公司 推出此产品，有三个声道采用单反射技 术，两个声道采用旋转方向相反的双反 射技术，对旋涡流的流量测量准确度较 高，不确定度为0.5%左右。