天然气超声波流量计的应用
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利用超声波技术来测量流体流量的仪器。
它通过发送超声波脉冲，测量超声波在流体中的传播时间来确定流速，并根据流速和管道截面积计算出流量。
超声波流量计的原理是基于多普勒效应和声速传播原理，广泛应用于工业自动化、环保监测、水利水电、石油化工等领域。
超声波流量计的工作原理主要包括声速传播原理和多普勒效应两部分。
首先是声速传播原理，超声波在流体中传播的速度与流体的流速有关，当超声波沿着流体流动方向传播时，其传播速度会受到流体流速的影响。
根据声速传播原理，测量超声波在流体中传播的时间可以得到流速的信息。
其次是多普勒效应，当超声波遇到流体流动时，因为流体流速的影响导致超声波的频率发生变化，这种变化即为多普勒效应。
通过测量多普勒频移，可以得到流体的流速信息。
超声波流量计的应用范围非常广泛，包括但不限于以下几个方面：一、工业自动化领域在工业生产中，流量是一种重要的工艺参数，对流体的流量进行准确测量是保证工业生产质量的关键。
超声波流量计可以应用于水泥、化工、冶金、造纸等行业，用于测量水、蒸汽、液体或气体等的流量。
其非侵入式的测量方式保证了测量的准确性和稳定性，广泛应用于工业自动化生产中。
二、环保监测领域超声波流量计在环保监测领域也有着重要的应用。
在污水处理厂、水处理设备等环境中，需要对流体的流量进行监测和控制，以保证环境保护的需要。
超声波流量计可以应用于这些领域，通过对流体流速和流量的准确测量，实现对环保设备的高效运行和环境保护的实现。
三、水利水电领域水力发电厂、水库、水泵站等水利水电设施对水流量的监测和管理非常重要。
超声波流量计可以应用于这些领域，用于准确测量水流速和水流量，帮助实现对水资源的合理利用和水利工程的安全运行。
四、石油化工领域在石油化工领域，对流体流量的准确测量是保障生产质量和安全的重要环节。
超声波流量计可以应用于原油、天然气、炼油、化肥等领域，用于测量液体和气体的流量，并实现对生产过程的准确控制。
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。
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
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。
超声波在天然气流量计中应用
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
孔板流量计与气体超声流量计在天然气中的应用
孔板流量计与气体超声流量计在天然气中的应用摘要在能源领域中，天然气的流量计量十分重要，因为精准的流量计量能够使天然气生产和利用更加高效和安全。
孔板流量计和气体超声流量计在天然气领域中被广泛使用，本文将探讨这两种流量计在天然气中的应用。
孔板流量计孔板流量计是一种基于缩流原理设计的流量计，其结构简单、价格低廉、适用性广泛、准确可靠，特别适用于测量低、中速气体流量（速度范围一般在 5～60m/s）。
一般采用的是圆环孔板，其直径为流道直径的 0.4 左右，而长方孔板和三角孔板的使用率非常少。
孔板流量计可分为标准孔板和压差式孔板两种。
1. 标准孔板标准孔板是孔板流量计的基本结构。
标准孔板的孔口为圆孔，直径随孔板厚度增大而减小，来实现流量测量的精度。
标准孔板的优点是结构简单，易于安装和维护，且测量范围较宽，适用于各种低速流体介质的流量测量。
但受孔口对流体的扰动影响较大，精度较低，一般只可达到±5%。
2. 压差式孔板压差式孔板是一种根据液体和气体在狭窄通道内产生的压差，计算出液体和气体流量的流量计。
与标准孔板相比，压差式孔板的测量精度更高，可达到±1%。
具体来说，压差式孔板将孔板两侧流体的压力差值通过传感器尺寸转化为电信号，再通过数字计算器计算出流量大小，具有高精度、宽测量范围、结构简单和价格低廉等优点。
气体超声流量计气体超声流量计是一种基于超声波传输原理设计的流量计，主要用于测量气体的流量，具有非接触测量、精度高、稳定性好、测量范围广等特点，是替代孔板流量计的一种重要手段。
1. 工作原理气体超声流量计主要利用超声波在流体介质中的传播速度来测量流量。
当超声波经过流体时，会在介质中发生折射、反射和散射，根据超声波从源头发出到接收器返回的时间及其信号波形来计算流量。
2. 特点气体超声流量计具有精度高、稳定性好、非接触测量、测量范围广等优点，能够实时监控天然气的流量，确保天然气的准确计量和高效利用。
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来测量液体或气体的流量的仪器。
它利用超声波的传播速度与
流体流动速度的关系来测量流量，因此也被称为“声速流量计”。
超声波流量计的原理是通过将超声波传输到流体中，然后测量超声波在流体中传播的
时间差来计算流速。
在超声波流量计中通常使用两种超声波的传输方式：一种是由传感器
发送一个超声脉冲，并测量超声波从发射到接收的时间差，另一种是通过测量超声波在流
体中传播时的传播速度来计算流速。
超声波流量计的应用非常广泛。
它可以测量液体或气体的流量，包括水、天然气、石油、化学药品等。
在工业领域，超声波流量计可以用于监测流体在管道中的流量，例如在
石油和化工工艺中用于监测原料、产品和废液的流量。
超声波流量计也广泛应用于水处理、供暖、空调、能源监测和自动化控制等领域。
超声波流量计有许多优点。
它的测量范围广，可以适用于多种流体和管道尺寸。
它不
会改变流体的温度、压力和化学性质，对被测流体没有影响。
超声波流量计具有精确测量、稳定可靠、响应迅速和易于安装和使用等优点。
超声波流量计也有一些局限性。
它对流体的性质有一定的要求，例如需要液体或气体
中含有至少5%的可溶性固体或不溶性固体。
长时间使用会导致传感器的磨损，降低测量精度。
超声波流量计的价格相对较高，不适合小型工程和个体用户。
超声波流量计是一种广泛应用于工业和科学领域的流量测量仪器。
它具有精确测量、
稳定可靠、响应迅速和易于安装和使用等优点，但也需要注意一些局限性，如对流体性质
的要求和价格较高等。
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。
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
超声波流量计适用范围
超声波流量计适用范围超声波流量计是一种非接触式流量测量仪器，广泛应用于工业、农业以及住宅等各个领域。
其原理是利用超声波在流体中的传播速度差异来测量流速和流量。
超声波流量计具有测量精度高、无压力损失、不受流体特性限制等优点，适用范围广泛。
本文将从工业、农业和住宅三个方面介绍超声波流量计的适用范围。
一、工业应用超声波流量计在工业领域的应用非常广泛。
首先，在化工行业中，超声波流量计可以用于测量各种化工液体的流速和流量，如酸、碱、溶液等。
其快速、准确的测量结果使得工厂能够实时监测和控制流体的流动，提高生产效率，降低资源浪费。
其次，在石油化工领域，超声波流量计能够测量各种油品（原油、汽油等）和气体的流速和流量，用于油罐、管道和储罐的监测和计量，确保流体输送过程的准确和安全。
此外，超声波流量计还被广泛应用于供水、供气等公用设施领域，以及钢铁、电力、纺织等各个工业行业，实现对各种液体和气体的精确测量和控制。
二、农业应用超声波流量计在农业领域的应用也非常重要。
在灌溉系统中，超声波流量计可以用于测量和控制水流的流速和流量，确保农田得到适当的灌溉，提高作物的生长效果。
超声波流量计对于各种液态肥料的流速和流量的测量也非常有帮助，确保农田得到适当的营养供给。
此外，超声波流量计还可以用于饮水系统、农田水利工程等方面的监测与测量，提高农业生产的效率和可持续性。
三、住宅应用在住宅领域，超声波流量计也发挥着重要的作用。
在暖通空调系统中，超声波流量计可以用于测量和控制冷热水的流速和流量，确保供暖和制冷系统的稳定运行。
超声波流量计对于供水系统和燃气的流速和流量测量也非常有帮助，保障住宅的正常供水和燃气使用。
另外，在家庭用电监测中，超声波流量计可以用于测量家庭用电设备的电量消耗，提供节能和负荷管理的参考数据，实现家庭用电的科学管理。
总结超声波流量计以其高精度、非接触等优点，在工业、农业和住宅等领域的应用范围非常广泛。
它能够测量各种流体的流速和流量，包括液体和气体。
多声道超声波流量计的原理及应用
多声道超声波流量计的原理及应用多声道超声波流量计（Multi-Channel Ultrasonic Flowmeter）是一种使用超声波技术来测量液体或气体流量的设备。
它利用超声波在流体中传播时的特性，通过发送和接收超声波信号来测量流速和流量。
相对于传统流量计，多声道超声波流量计具有更高的精确度、更广泛的应用范围和更长的使用寿命。
多声道超声波流量计的原理如下：首先，设备通过传感器向管道内连续发送超声波脉冲。
这些脉冲沿着管道传播，并被流体中的颗粒和流动带来的涡流散射和吸收。
然后，传感器接收到这些散射回波，并分析它们的频率偏移和强度。
根据多普勒效应，当超声波与流体运动相互作用时，其频率会发生变化。
通过对频率偏移的分析和计算，可以计算出流速和流量。
多声道超声波流量计的主要优点包括：第一，它可以测量各种类型的流体，包括水、石油产品、化学品和气体等。
第二，它具有更高的测量精度，可以达到较低的误差范围。
第三，它不受流体密度、温度和压力的影响，适用于各种工况条件。
第四，它可以测量较大的管道直径范围，从小到几毫米到大到数米不等。
第五，它不需要破坏性的安装和维护，可以进行长期稳定的测量。
多声道超声波流量计广泛应用于许多不同的领域。
在工业过程控制中，它用于监测和控制液体和气体的流量，确保工艺的正常运行。
例如，在石油和化工行业中，它被用于监测原油、液化气等的流量。
在水处理行业中，它被用于监测供水和排水的流量，以确保水资源的有效利用。
在能源行业中，它被用于监测天然气、煤气等能源的流量。
此外，多声道超声波流量计也可以在实验室和科学研究中使用，用于测量流体性质和流动行为的研究。
总之，多声道超声波流量计利用超声波技术进行流速和流量的测量，具有精确度高、适用范围广的优点。
它被广泛应用于各个工业领域中，为生产过程的监测和控制提供了可靠的解决方案。
随着技术的进一步发展，多声道超声波流量计在流量测量领域的应用前景将更加广阔。
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利用超声波技术实现测量流体流量的仪器。
它具有非接触式、无移动部件、高精度、可重复性好、测量范围宽等优点，因此被广泛应用于工业自动控制和流量测量领域。
本文将介绍超声波流量计的原理及其应用。
超声波流量计的测量原理主要是利用超声波在不同介质中传播速度不同而实现的流量测量。
超声波是一种高频振动波，其频率一般在20 kHz~10 MHz之间。
在超声波流量计中，通常使用2~3 MHz的超声波。
超声波在流体中传播时，其传播速度会受到流体速度和温度的影响。
当超声波从流体中穿过时，其传播速度将发生变化。
当超声波沿一定角度入射流体中时，其传播速度的改变量将与流体速度成正比。
超声波流量计通常采用时差测量方式进行测量。
即通过超声波在被测流体中传播的时间差来计算流体速度。
通常使用两个或多个超声波探头，其中一个探头发出超声波，被测流体中的另一个探头接收超声波的反射信号，两个探头之间的时间差就是流体速度的测量值，进而可以确定流量值。
1、水处理行业超声波流量计广泛应用于水处理行业，用于测量工业水用量、废水排放量、流量控制等。
在水处理过程中，精确测量水的流量对于实现稳定的水处理有着至关重要的作用，超声波流量计以其非接触式、高精度等特点成为了水处理行业中首选的流量计。
2、石油和化学行业超声波流量计在油气开采及化学加工领域中的应用越来越广泛。
它可以用来测量原油、石油产品、液化气、化学液体等的流量。
在化学工业中，超声波流量计则被用于测量反应器中的流量，以控制反应条件。
3、食品及制药行业超声波流量计在食品及制药行业中也有广泛应用。
在食品加工过程中，超声波流量计可以用于测量牛奶、汁、饮料、啤酒等液体的流量，以确保食品加工的质量；在制药行业中，超声波流量计可以被用来测量制药过程中的流量，以确保药品的品质和稳定性。
4、供水及暖通行业超声波流量计也可以用于测量冷热水的流量，在供水及暖通行业中应用广泛。
在室内水、燃气等流体计量方面，超声波流量计在多个领域都有广泛的应用。
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。
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天然气是一种重要的能源资源，其准确的计量是保障国家能源安全和企业利益的重要环节。
随着我国天然气行业的发展，天然气计量技术也得到了广泛的应用和发展。
而在天然气计量中，流量计是一个非常重要的设备，它是用来测量天然气流量的设备，对于流量计的准确性和稳定性要求非常高。
超声波流量计是一种先进的流量计技术，它利用超声波在流体中的传播特性来测量流量。
在天然气计量中，超声波流量计具有独特的优势，因此在天然气计量中得到了广泛的应用。
本文将就天然气计量中超声波流量计的应用进行浅谈。
一、超声波流量计的工作原理超声波流量计是通过超声波在流体中的传播速度来测量流速和流量的一种流量计。
当超声波沿着流体的流动方向传播时，其传播速度会受到流体的影响，流速的变化会导致超声波传播的时间发生变化，通过测量超声波传播时间的变化，就可以计算出流体的流速和流量。
超声波流量计具有测量精度高、响应速度快、不受流体性质影响等优点，因此在天然气计量中得到了广泛的应用。
1. 高精度计量天然气是一种高价值的能源资源，其准确计量对于企业和国家都至关重要。
超声波流量计具有高精度的测量特性，能够满足天然气计量的高精度要求。
通过超声波流量计精确的测量，可以保证天然气的真实消耗量得到准确反映，为企业的生产经营和能源资源的合理利用提供了重要的数据支持。
2. 节能减排超声波流量计具有响应速度快、测量精度高等特点，能够准确地掌握天然气的流量变化情况，从而实现天然气的精细化管理。
通过对天然气流量的精确测量和控制，可以有效地节约能源资源，减少浪费，降低企业的生产成本，实现节能减排的目标，符合现代社会对于可持续发展的要求。
3. 技术升级三、超声波流量计在天然气计量中的应用需注意的问题在实际应用超声波流量计进行天然气计量时，也需要注意一些问题，确保测量的准确性和稳定性。
1. 流量计的安装位置要合理超声波流量计的安装位置对于测量的准确性有着重要的影响，安装位置选择不当会导致测量结果的偏差。
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。
天然气管输中超声波气体流量计的应用
天然气管输中超声波气体流量计的应用气体超声波流量计具有测量精度高、抗干扰力量强,可测量的介质种类相对较多,对外界要求相对较低,流量计本身压力相对损耗小,测量量程较宽,超声波计量在贸易结算计量中应用越来越多。
1气体超声波流量计测量原理对于气体超声波脉冲在空气中进行传播的过程中,其传播速速与气体的流速存在肯定的关系,对于超声波脉冲在顺流的气体中传播的速度相对较快,在顺溜的过程中时间差越大,也就表示气体超声波脉冲流量越大,对于气体超声波脉冲流量计也就是利用这个原理进行测量的，在对气体超声波脉冲流量计设计的时候也就要对大气气流充分的利用,在气体超声波脉冲测量现场,对大气上下游超声波能量转换器同时发出超声波脉冲,在对管道内的气流进行监督分析,对着两束超声波脉冲在传播中达到的时间设置相应的接收装置,这样也就可以精确的计量传播的速度。
对于超声波传播的距离是一样的，对传播的时间进行分析,这也就可以反映出管道内气体流速的大小。
这时候需要我们对超声波流量计中信号进行准时分析处理,对空气传播速率进行全面的分析掌握,在高精度气体的流量计中一般采纳交叉反射方式布置声道,确定采纳的装置的精确性。
2管路安装及投运要求2.1 管路安装在对管道进行安装的时候,要对超声波流量计安装要求进行讨论,其中《用气体超声流量计测量自然气流量》主要就是对流量计上下游最短直管的长度进行确定,对于上游的管道工艺相对抱负的时候,同时管道气流单向流淌,这也就要求下游管道长度要大于10 倍内径(用 10D 表示),然而,下游直管段长度应大于 5D。
但是对于超声波流量计在生产的时候,各个厂家的要求不同,一般都是要保证流量计的水平装置满意要求,还有一些厂家将表体法兰上定位孔通过与上下游直管段对齐,同时还要对直管设置制定肯定的要求,在对其进行安装的时候,还要存下足够多的空间。
其中超声波流量计的内径和连接方法都是要依据内径的要求去进行确定,要保证管道内径偏差在 1%以内;通过对超声波流量计进行修理管理,保证管道的清洁度,防止消失锈蚀和砂层的现象,使用的过程中要对流量计中的介质流通进行测试,保证其洁净光滑。
超声波在能源行业中有什么应用
超声波在能源行业中有什么应用能源，作为现代社会发展的基石，其开采、加工和利用的每一个环节都至关重要。
在这一庞大的产业体系中，超声波技术正逐渐崭露头角，发挥着独特而关键的作用。
超声波，简单来说，就是频率高于人类听觉上限的声波。
其具有指向性好、穿透力强、能量集中等特点，这些特性使得它在能源行业的多个领域都有广泛的应用。
在石油和天然气的勘探与开采中，超声波技术扮演着重要的角色。
在勘探阶段，地质学家利用超声波的反射和折射原理来探测地下岩层的结构和分布。
通过向地下发射超声波，并接收反射回来的波信号，可以绘制出地层的图像，帮助确定可能存在油气藏的位置。
这种方法被称为地震勘探，大大提高了勘探的准确性和效率。
在开采过程中，超声波也能发挥作用。
例如，在油井中，超声波可以用于检测油管的腐蚀和损坏情况。
通过发射超声波并分析其在油管中的传播和反射情况，能够及时发现潜在的问题，避免油气泄漏和生产事故。
此外，超声波还可以用于提高石油的采收率。
通过特定频率的超声波振动，可以打破油和水之间的界面张力，使原本难以开采的石油更容易流动，从而增加采收量。
煤炭，作为重要的能源之一，其开采和加工过程中也有超声波的身影。
在煤矿中，超声波可以用于检测煤层的厚度和地质结构，为开采方案的制定提供依据。
同时，对于煤炭的洗选和分级，超声波也能发挥作用。
利用超声波的振动特性，可以更有效地分离不同粒度和密度的煤炭颗粒，提高洗选效率和产品质量。
在新能源领域，超声波同样有着不可忽视的应用。
以太阳能为例，在太阳能电池板的生产过程中，超声波焊接技术被广泛应用。
它能够实现高效、精确的焊接，保证电池板的连接质量和稳定性，提高太阳能的转化效率。
在风能领域，超声波可以用于检测风力发电机的叶片是否存在缺陷。
由于叶片长期在复杂的环境中运行，容易出现裂缝、分层等问题。
通过超声波检测，可以在早期发现这些缺陷，及时进行维修和更换，确保风力发电机的安全运行，降低维护成本。
在能源的储存和运输方面，超声波也有其用武之地。
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Fig.4 Measurement result at different pressures under ideal installation condition(flow coefficient：1.0062)
3 结论
①对大口径、高流量的计量系统宜采用超声波流量计。
②超声波流量计计量准确度可优于±0．5％，具有准确度高、重复性好、量程比大、抗干扰能力较强、维修量小、可测双向流等特点。为保证计量系统精度，在现场使用前须经实流测试校准，在拐点流量以下流量段应慎用。
表1 理想安装条件下声道数对超声波流量计的影响
Tab.1 Influence of number of sound channels on ultrasonic flowmeter under ideal installation condition
序号 声道 流量≤qt 流量>qt
相对误差/％ 重复性/％ 相对误差/％ 重复性/％
②超声波流量计的计量不受气体流向的影响，能以相同的准确度进行双向流量计量(见图1)
Fig.1 Results of positive and inverse flow measurement under ideal installation condition
③对同一生产厂家的超声波流量计，声道数越多，计量准确度越高，性能越可靠(见表1)。
Fig.3 Measurement result of ultrasonic flowmeter with three and four sound channels(flow coefficient：1.0062)
⑥超声波流量计在理想安装条件下，压力为2.0、1.2、0.8MPa，流量的相对误差略有不同(见图4)，流量的相对误差、重复性和峰间误差均达标。在超声波流量计入口无旋涡流和脉动流情况下，在正常工作压力范围内，能保证超声波流量计精度优于±0.5％。
①超声波流量计适用于高压、大口径、大流量的工况条件，但对小于拐点流量(拐点流量用qt表不，一般是最大流量的10％)的流量段应慎用。在标准工况下，对直径为300mm的管道在理想安装条件下和非理想安装条件下测试结果进行比较，除流量为240m3/h时，非理想安装条件下测试相对误差为1.45％外，其余各点都在指标内。
1 五声道 -0.32 0.16 -0.64 0.30
2 三声道 -0.38 0.20 O．93 0.26
3 双声道 -0.65 -0.39 -0.77 0.26
4 单声道 96 0.44 -1.14 0.48
④超声波流量计的出厂检定与实流标定之间存在误差，出厂检定合格后，需经实流校准。有时由于安装造成的相对误差可能超过0.3％，如四声道超声波流量计出厂时流量系数为1.0062，在理想安装条件下测试能保证精确度优于±0.5％，但在非理想安装条件下实流校准设置的参数无法达标，因此应根据现场工况进行实流量标定(见图2)。
1 超声波流量计的特点
根据超声波流量计对信号检测的原理，可将其分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、空间滤法及噪声法等。超声波流量计特别适用于大口径管道流量的测量，主要有以下优点：①可进行非接触式测量；②测量时无流动阻扰，无压力损失；③可测量非导电性液体。实地测试与现场应用也证明超声波流量计具有准确度高、重复性好、量程宽、抗干扰能力强、维修工作量少、能测量双向流等优点。
Key words：natural gas；ultrasonic flowmeter；calibration；practical flow measurement
天然气流量测量的准确性直接影响到燃气企业的经济效益，随着我国燃气行业的发展，超声波流量计在天然气领域的应用前景看好［1、2］。我国于2001年制订了国家标准GB/T 18604—2001《用气体超声波流量计测量天然气流量》。为了验证超声波流量计的性能，我们对超声波流量计进行了系统测试，并在实地进行了测量试验，为超声波流量计在我国燃气行业中的推广使用积累经验。
由于天然气流量测量涉及面广，随着应用对象的不同，对其在不同场合有不同的要求。尽管超声波流量计有许多优点，但还不可能完全替代其他类型流量计。特别是在标定不能妥善解决之前，孔板流量计仍是天然气计量的主要仪器之一。目前，超声波流量计还应解决以下问题：①针对上游不同类型阻力件产生的影响，如何合理确定不同情况下流量计上游直管段的长度；②操作压力、温度及气体组成的变化对流量测量的影响及校正办法；③不同雷诺数下速度分布削面修正系数的精确确定，以及流量计主体几何尺寸的误差对精度的影响。④探头的稳定性及互换性；⑤传播时差法只适用于清洁的液体和气体；⑥多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体，且测量精度不高。
参考文献：
[1]周伟国，胡海军，金颖．超声波流量计的应用与误差分析[J]．煤气与热力，2001，21(4)：337—339．
[2]邓峪泉，黄淼．天然气超声波流量计的应用及检定[J]．煤气与热力，2005，25(5)：44—46．
(本文作者：冯宝庭1，唐所臣2 1．天津城市建设管理学校，天津 300250；2．天津市燃气集团第二销售分公司，天津 300191)
Fig.2 Results of flow measurement before and after coefficient adjustment under non-ideal installation condition
⑤对直径为300 mm的流量计，从三声道和四声道超声波流量计在同等条件下的测试结果可以看出，在流量计声道出现故障时，声道多的流量计能有效进行判断和补偿(见图3)。
2 超声波流量计的测试
对用于贸易计量的超声波流量计，供需双方都要求其测量精度高，所以标定很重要。对于直径小于300mm的管道，超声波流量计的标定还可以做到；对于直径大于300 mm的高压大流量管道，超声波流量计的标定还很难办到。
在计量站采用不确定度为0.25％的临界流文丘里喷嘴作为流量标准装置，结合JJG 198—1994检定规程进行了以下测试：①不同声道；②不同管径：⑧不同安装条件；理想安装条件为17D以内无弯头(D为管道的公称直径)、无过渡部件、无阻力件等，流场较稳定，无脉动流，无旋涡流；非理想安装条件为在超声波流量计上游13D前安装阻力件、双弯头、T形弯头、伸缩器等；④不同安装方向；⑤不同压力。测试结果如下．
(1．Tianjin Construction Management School，Tianjin 300250，China；2．Second Sales Branch of Tianjin Gas Group Co.，Ltd．，Tianjin 300191，China)
Abstract：The characteristics of natural gas ultrasonic flowmeter and the problems to be in need of solution are described，and the result of practical flow measurement is analyzed．
天然气超声波流量计的应用
(2007-12-7)
摘要：阐述了天然气超声波流量计的特点和待解决的问题，分析了实流测试的结果。
关键词：天然气； 超声波流量计； 标定； 实流测试
Application of Natural Gas Ultrasonic Flowmeter
FENG Bao-ting1．TANG Suo-chen2