国产气体超声波流量计前景

国产气体超声波流量计前景

浅谈国产气体超声波流量计的应用

浅谈国产气体超声波流量计的应用

超声波流量计在国产化一来很长一段时间内都是用来测量液体流量。超声波流量计特别是外夹式的超声波流量计,在使用中给使用者提供了很大便捷。并且其通用性强,国产化以后价格得以很大程度的降低,很多长期以来想用超声波流量计但又顾于进口超声波流量计的价格居高不下,只能选择其他流量仪表替换。不过目前经过长期的对国外产品的研究和改进。国产超声波流量计已经诞生并且发展势头迅猛,引起了广泛的市场效应。很长一段时间出现了火爆销售的局面,西安云仪生产的超声波流量计就曾经出现过连续几个月的供不应求局面。随着使用的广泛性,使用者经常会提出能不能研发出能测量气体的超声波流量计,我们知道目前市场上用的大多数气体流量计都是要接触介质的,因为气体在压力温度变化的情况下流量肯定会变化,那么在不接触介质的情况下超声波流量计怎么能保证可以很好的测量呢。

一段时间我西安云仪研究了国内几家气体超声波流量计,发现一个问题就是所谓的气体超声波流量计,一般都是插入式带温压补偿。那么我们就会发现除了测量原理不一样以外,外形其实和其他气体流量计一样也是需要接触介质,需要温压补偿。那么价格也并不便宜,为什么不选择技术更成熟更稳定的涡街流量计、气体涡轮流量计、旋进旋涡流量计呢。安装的难以程度都是一样的,我们为什么要采用这种气体流量计呢。因为大多数使用超声波流量计的使用者都是看到了外夹式超声波流量计在测量液体流量计的便捷性才想使用超声波流量计。而这种测气体的超声波很明显没有达到客户的心理,并且精度和其他流量计的精度是一样的。而且在国内的发展历程还很短应用领域很少,少有典型的案例更具有说服力。

所以从长远来看这种气体超声波流量计要是说在使用上能有好的发展,那么也就是大口径的管道上应用会多些,因为插入式的流量计不管在哪里,只要是大管道上用,肯定是比管道式的流量计性价比更高些。

希望在未来的一段时间内国产的气体超声波流量计能做到和测量液体一样使用外夹式,那么我相信市场前景将会空前的好。因为基于国家宏观战略规划的考虑,为了提高能源资源管理的准确性和能源技术安全性,大力支持和推广国产气体超声流量计在天然气开采、输送、集气站、气体处理厂、集输管道、地下储气库以及煤层气田等各个环节的全面应用,具有非常重要的意义。因此,国产气体超声流量计在输气管道建设领域的应用,将有着非常广阔的发展前景。

超声波流量计特点

超声波流量计发展很快,且日益完善,越来越显示出其优越性。各种超声波流量计已广泛应用于工业生产、商业计量和水利检测等方面,例如,在市政行业的原水、自来水、中水、污水的计量中。 产品介绍 超声波流量计是采用高集成度FPGA芯片及低电压宽脉冲发射技术设计的一种通用时差型超声波液量计,适用于水的测量 产品特点 超声波流量计除高精度、高可靠性、高性能、低价格的显著特还具有下列优点 1、超大规模集成电路设计。硬件数目少,低电压工作,多脉冲发射,低功耗,高可靠性,抗干扰、适用性好。优化的智能信号自适应处理,用户无需任何电路调整,就像使用万用表一样方便简单。

2、全窗口化的软件设计。通过窗口可方便地设置管径、管材质、壁厚、输出信号等参数或类型。可使用公制或英制单位。 3、日、月、年流量累积功能。可记录前64个运行日、前64个运行月、前5个运行年的累积流量上、断电管理功能,可记录前64次上电、断电时间及上、断电时刻的瞬时流量,并具有自动或手动补加断电时间段内的流量功能。 4、带倍乘因子的机内七位数长的正向、负向及净流量累积器并行工作。 5、探头可以安装在管道的外边,不妨碍管道内流体的流动状况,以减小压力损失; 6、AFTU型-2W,外夹式超声波流量计的价格与管径无关; 7、测量精度与管道口径有关,管径越大有可能得到的精度越高(采用多声段)。 8、方便测量,随时打印数据。 9、机内自带充电电源,便于户外携带、使用。 10、掉电保护功能,在线自诊断功能。 11、测量准确度高,从算法上消除了环境温度对测量值的影响。 12、全中文或全英文显示,液晶显示 13、非接触式测流量方式,体积小,携带方便

小型气体超声波流量计介绍

计用户手册

目录 概述 (3) 主要特征 (3) 应用 (4) 安装 (4) 设计标准 (4) 软件版本( 1.0) (5) 软件主菜单 (5) 1. 显示 (5) 2. 主要数据 (5) 3. 数据记录 (5) 4. 仪表模式 (5) 5. 瞬时速率 (5) 6. 时间 (5) 7. 故障自诊 (5) 8. ................................................................................................................................................................................ 泄漏测试.. (5) 9. ................................................................................................................................................................................ 电池更换.. (5) 10. .............................................................................................................................................................................. TC/PC 6 11. .............................................................................................................................................................................. 脉冲输出.. (6) 12. .............................................................................................................................................................................. 退出6主菜单描述 (6) 显示 (6) 主要数据 (6) 数据记录 (7) 浏览数据 (8) 提取数据 (9) 倍数 (9) 下载数据 (9) 仪表模式 (10) 空气进入记录 (10) 加拿大防篡改标签 (10) 温度补偿 (11) 压力补偿 (11) 快速取样模式 (11) 锁定 (11) 单位 (12) 密码 (12) 瞬时流速 (12) 时间 (12) 故障自诊 (13) 泄漏检测 (13) 电量 (14) TC/PC 温度和压力补偿 (14) 脉冲输出 (15) 退出 (15) 附录 1 (15) DIAGNOSTIC FLAGS 诊断标识表 (16) 附录 2 (16) Diagnostics 诊断代码表 (17) 附录 3 (17) 中英文对照表 (19) 维护 (18)

常用流量计的选型与比较

常用流量计的选型与比较 由于商业用户的种类庞杂,不同企业的燃气用量都大小不一,因此需要根据企业的不同的情况合理的选用燃气计量表,以达到准确计量和节约成本的目的。目前计量燃气用户的燃气计量表主要包括涡轮流量计、超声波流量计、腰轮(罗茨)流量计、膜式流量计这4种,下面从这4种计量表各自的特点分析商业用户燃气计量表的选用。一.涡轮流量计 涡轮流量计属于间接式体积流量计,当气体流过管道式,依靠气体的动能推动透平叶轮作旋转运动,其转动速度与管道的流量成正比,是一种速度式流量计。 涡轮流量计由涡轮流量变速器(传感器)、前置放大器、流量显示积算仪组成,并可将数据远传到上位流量计算机。 气体涡轮流量计具有结构紧凑、精度高、重复性好、量程比宽、反应迅速、压力损失小等优点,但轴承耐磨性及其安装要求较高。涡轮流量计始动流量比较大,在一些单一的用气设备如燃气锅炉、燃气空调等大流量用气设备中。涡轮流量计有着量程范围大、计量精度很高、可以计量大流量燃气(可以达到6000m3/h 以上)等优点,国产的涡轮流量计价格也比较合理。但是在使用涡轮流量计的时候必须要求始动流量也要大,当用气设备小流量的使用燃气对其精度有很大的影响。且涡轮流量计必须有足够长度的前后直管段,以及带温压补

偿的体积修正仪。 主要适用于液化石油气及天然气的计量上,因此,大多运用在工矿企业的炉、窑等热负荷相对恒定的用气设备上。 二.超声波流量计 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用,测量体积流量的速度式测量仪表,天然气超声波流量计的测量原理是传播时间差法。在测量管内安装一组超声波传感器;同时测量彼此之间的声波到达时间。 由于是全电子式,无机械部分,不受机械磨损、故障影响,产品的可靠性和精度进步很多。体积小、重量轻,重复性好,压损小,不易老化,使用寿命长;智能化,全电子式的结构,可以扩展为预支费表或无线抄表功能。特殊功能是微小流量可测,有管道泄漏感知功能,压力损失为零。 主要特点:1.能实现双向流束的测量; 2.过程参数(压力,温度等)不影响测量结果; 3.无接触测量系统,流量计量过程无压力损失; 4.可精确测量脉动流; 5.重复性好,速度误差≤5mm/s; 6.量程比很宽,qmin/qmax=1/40~1/60; 7.可不考虑整流,只在上游100mm,下游50mm余留安装间隙即可;

气体超声流量计维护保养规程

气体超声流量计维护保养规程 (ISO9001-2015) 1.0工器具及备品备件 序号名称规格型号数量备注 一工器具 1 数字万用表Fluke 789 1台 2 笔记本电脑1台 3 网线1根 4 电工组合工具成套1套 二材料 1 氮气根据需要若干 2 抹布若干 3 煤油根据需要若干 4 电工胶带2个 三安全防护器具 1 可燃气体检测仪1套 2 手提干粉式灭火器1具 3 安全警戒带1卷 4 急救药箱1套 2.0操作内容与具体步骤 2.1超声流量计日常检查 2.1.1清理流量计表面灰尘。 2.1.2用检漏液或便携式可燃气体检测仪对表体取压口,引压管,压变进行检漏,若检测到有天然气泄漏,放空分输支路,拆卸引压管,加缠生料带后,可靠拧紧。

2.1.3检查探头连接软管橡胶是否老化、起皮,若老化严重联系厂家更换。 2.1.4检查各信号线、电源线连接完好。 2.1.5正常计量时,确保流量计表体引压管阀门开启。 2.1.6用检漏液或便携式可燃气体检测仪检查流量计两端法兰是否漏气,若检测到天然气泄漏,及时处理。 2.1.7检测温变接头是否漏气,若检测漏气,检验温变套管可靠性。 2.1.8检查流量计算机面板显示理论声速与实际声速对比,若有异常,及时处理。 2.2气体超声流量计声速核查(每季度一次,以丹尼尔气体超声流量计为例) 2.2.1将装有Daniel MeterLink软件的笔记本电脑与超声流量计用网线连接。 2.2.2更改笔记本电脑的IP,与流量计通讯成功。 2.2.2使用软件与超声波流量计建立连接。 2.2.3软件连接成功后,打开软件中的声速核查功能。 2.2.4进入声速核查功能后,输入气体计量使用的组分及实时的压力和温度,点击“Calculate”进行声速核查,若理论声速与实际声速的偏差值超过2.5‰,需及时查找原因并进行处理。 2.3 超声流量计探头及管壁的清洗(随检定进行,数据异常时进行) 2.3.1探头拆卸 2.3.1.1缓慢放空该管段压力。 2.3.1.2断开超声流量计电源。 2.3.1.3打开超声流量计SPU防爆接线箱。 2.3.1.4找到与该探头相连的电缆,将电缆从防爆接线箱中取出。

超声波流量计工作原理及常见问题概述

超声波流量计工作原理及常见问题概述 一、工作原理 1、概述 超声流量计是一个测量仪表,它利用声学原理来测定流过管道的流体的流速。在气体的测量现场主要的检测元件包括一对或几对超声传感器。这些传感器都安装在管壁上,每一组传感器的表面都彼此具有规定的几何关系。 由一个传感器发射的超声脉冲由同一组内另一个传感器接收,反过来也如此。Q.Sonic-3 采用了一个单反射声道的方案,在对面的管壁处声脉冲有一次反射。此方案使声道的总长度增加,从而能改善分辨率(灵敏度)并拓宽流量计的范围度,如图2-1所示。 图2-1 信号反射路径 2 、流速的测量 超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器,就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时,声脉冲以相同的速度(声速,C)在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V(该流速不等于零),则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些,而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样,顺流传输时间tD 会短些,而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言;这样就有: L tD = ——————— -------------- (2.1) C + V ? cos 和 L tU = ——————— -------------- (2.2) C — V ? cos 式中,L代表两个传感器之间声道的直线长度,可按下式确定L: L D —— = ———— -------------- (2.3) 2 sin ^ 采用电子学手段来测量此传输时间。根据时间倒数的差,可按下式计算流速V ^ L 1 1 V = ————(—————)-------(2.4)

超声波流量计的基本原理及类型

超声波流量计的基本原理及类型 超声波流量计的基本原理及类型 刘欣荣 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速,从而换算成流量。根据检测的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种 非接触式仪表,适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。 众所周知,目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题,这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难,造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点,超声波流量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流,仪表造价基本上与被测管道口径大小无关,而其它类型的流量计随着口径增加,造价大幅度增加,故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表,多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量,故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中,用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量,比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适用范围从2cm到5m,从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。 另外,超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响,又可制成非接触及便携式测量仪表,故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。另外,鉴于非接触测量特点,再配以合理的电子线路,一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展,现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质,不同场合和不同管道条件的流量测量。

气体超声波流量计ELSTER

埃尔斯特超声波流量计介绍
题 目:超声波流量计的介绍、应用及最新技术
站 新 姓名奉

超声流量计的定义
国标GB/T 18604: 利用超声在流体中的传播特性来测量流量的流量计。超 声流量计通常由1个或多个超声换能器和设备组成,根据
站 他们所产生或接收到的超声信号推导出流量测量值并把 新 该信号转换为正比于流量标准化输出信号。在流动气体
内的相同行程内,用顺流和逆流传播的2个超声信号的传
奉 播时间差来确定沿声道的气体平均流速所进行的气体流
量测量方法称之为传播时间法。
2

超声波流量计的国际和中国标准和规范
? ISO17089
? AGA Report No.9
? EN 14236
? OIML R137

? GB/T 18604

奉 ? GB/T 18604修订版
? AGA 10 – 声速比对
? JJG 1030-2007 超声波流量计检定规范
? 行业标准和企业标准
3

超声波流量计优点
? 精度高(0.3%-0.5%),重复性高, ? 量程比很宽1:40-1:200,流速范围:0.2-30 m/s ? 可测量双向流 ,可精确测定脉动流 ? 无压损,对压力的很大变化不敏感 ? 对沉积物不敏感,无可动部件,免维护
站 ? 重量轻,占用空间少 新 ? 不存在磨损,无示值漂移现象 奉 ? 可带压更换传感器,且更换后无需重新标定
? 具自诊断功能(AGC-level;AGC-limit;采样率;接收率) ? 对上下游直管段要求较短
4

超声波流量计的应用

淮安嘉可自动化仪表有限公司 超声波流量计的应用 现阶段,我国流量测量技术的发展越来越快,各种先进的流量仪表也已经有效地应用于工业生产当中,但是不同的流量仪表其使用性能具有一定的差异性,适用范围也各不相同,而超声波流量计则可以广泛地应用于各类场合,并且适用于农业、污水处理等多个领域。 1、超声波流量计工作原理 在流体传播过程中,超声脉冲的速度一般会和流体速度有着密切的联系,也就是顺流速度大于逆流速度,脉冲传播如果存在较大的时间差,其流量也会随之增大。因此,才可以进行流量测量。在进行操作时,无论是上游还是下游的传感器,都会发射出一定的超声波脉冲,但是二者有所不同,主要表现为一个为逆流,而另一个为顺流。受到流体影响,两束脉冲到达换能器的时间也会具有一定的差异性。但是因为二者实际路径一致,所以传输时间的差异也可以表现出流体的实际流速。应用时差法进行测量时,需要将两个传感器用于发射和接收信号。将传感器设置在管线时,二者会实施声信号通讯,在进行工作时,则会进行发射和接收。如果管内流体处于静止状态,则顺流、逆流的传播时间保持一致。如果液体处于流动状态,则顺流信号进行传播时,时间会低于逆流。在此过程中,顺流、逆流进行传播时,其时间差和实际流速呈现为正比状态。 2、超声波流量计特点

淮安嘉可自动化仪表有限公司 在使用超声波流量计时,无需进行接触,同时在流体中没有阻碍件存在,不会对流束产生任何影响,同时也不会造成任何压力损失,能够有效的应用于不同的流体,尤其是黏度较高、腐蚀性较强的流量。除此之外,超声波流量计也可以有效的应用于气体流量,针对大口径流量进行测量时具有良好的优势特征。但该流量计也存在着缺点,在其对流体温度进行测量时,容易受到耦合材料的影响。除此之外,超声波流量计在进行实际测量时,其线路十分复杂。

气体超声波流量计故障原因及注意事项

气体超声波流量计故障原因及注意事项 本文由https://www.360docs.net/doc/439032453.html,提供 在使用中能造成气体超声波流量计计量故障的主要因素是管内粘污物如泥污、油污、锈尘、水等,尤其是积水。为了消除管内粘污物对气体超声波流量计的影响,在站场工艺设计、施工和日常使用时应注意以下几个方面。 (1)努力创造条件完成管道干燥。GB5025I-2003《输气管道工程设计规范》中规定的“输气管道试压、清管结束后宜进行干燥”这一条款是参考了皇家荷兰壳牌集团企业标准和国内施工经验制定的。气体超声波流量计在西欧等发达国家使用的较早,这也是他们通过实践探索而总结出的经验。目前国内对天然气长输管道进行整体干燥的不是很多,且规范中也使用“宜”字,对是否进行干燥并没有做硬性规定。以前使用孔板等类型的流量计,管道内的积水对计量影响不大,但改用气体超声波流量计后,超声波流量计对水分是相当敏感的,因此进行管道干燥是非常必要的。 (2)分离系统的选择应考虑液态水的处理。以前站场工艺设计上多采用旋风式分离器,要求不高的场合也可使用重力式分离器,近年来也有选用过滤分离器的。在输气管道首、末站设置分离器的主要作用是除去天然气中的各种固体颗粒,现在推广使用的过滤分离器(以滤芯叶片组合式为例)即能除去各种尺寸的固体颗粒,也能100%的分离掉大于8~1Oμm的水汽。但液态水的带人会严重降低分离器的分离效果,在站场内设置分离器时,不管是旋风式,还是过滤分离式,都应考虑在分离器前加一级液态水处理装置,将从管道内带来的液态水分离掉。其分离精度不必要求太高,选择一般的重力式分离器即可。在国内选用气体超声波流量计的站场中,有的已选用两级分离这种工艺模式,效果良好。气体超声波流量计要注意的问题 (3)加强操作管理,及时排出分离器的污水。分离器均设有排污管,通过人工将分离出的污水排除。但由于种种原因,很可能造成排污不及时,积液器中的污水已满,造成分离器失效,使液态水随天然气进入气体超声波流量计而导致计量故障。若要从根本上解决这个问题,消除人为因素的影响,应在分离器的污管上加装自动排污阀,以保证及时排水。此外,在投产运行初期,过滤分离器滤芯的更换频率也要适当加大。

使用气体超声波流量计要注意的问题

使用气体超声波流量计要注意的问题 在使用中能造成气体超声波流量计计量故障的主要因素是管内粘污物如泥污、油污、锈尘、水等,尤其是积水。为了消除管内粘污物对气体超声波流量计的影响,在站场工艺设计、施工和日常使用时应注意以下几个方面。 (1)气体超声波流量计努力创造条件完成管道干燥。GB5025I-2003《输气管道工程设计规范》中规定的“输气管道试压、清管结束后宜进行干燥”这一条款是参考了皇家荷兰壳牌集团企业标准和国内施工经验制定的。气体超声波流量计在西欧等发达国家使用的较早,这也是他们通过实践探索而总结出的经验。目前国内对天然气长输管道进行整体干燥的不是很多,且规范中也使用“宜”字,对是否进行干燥并没有做硬性规定。以前使用孔板等类型的流量计,管道内的积水对计量影响不大,但改用气体超声波流量计后,超声波流量计对水分是相当敏感的,因此进行管道干燥是非常必要的。 (2)气体超声波流量计分离系统的选择应考虑液态水的处理。以前站场工艺设计上多采用旋风式分离器,要求不高的场合也可使用重力式分离器,近年来也有选用过滤分离器的。在输气管道首、末站设置分离器的主要作用是除去天然气中的各种固体颗粒,现在推广使用的过滤分离器(以滤芯叶片组合式为例)即能除去各种尺寸的固体颗粒,也能100%的分离掉大于8~1Oμm的水汽。但液态水的带人会严重降低分离器的分离效果,在站场内设置分离器时,不管是旋风式,还是过滤分离式,都应考虑在分离器前加一级液态水处理装置,将从管道内带来的液态水分离掉。其分离精度不必要求太高,选择一般的重力式分离器即可。在国内选用气体超声波流量计的站场中,有的已选用两级分离这种工艺模式,效果良好。气体超声波流量计要注意的问题 (3)气体超声波流量计加强操作管理,及时排出分离器的污水。分离器均设有排污管,通过人工将分离出的污水排除。但由于种种原因,很可能造成排污不及时,积液器中的污水已满,造成分离器失效,使液态水随天然气进入气体超声波流量计而导致计量故障。若要从根本上解决这个问题,消除人为因素的影响,应在分离器的污管上加装自动排污阀,以保证及时排水。此外,在投产运行初期,过滤分离器滤芯的更换频率也要适当加大。 (4)气体超声波流量计投产置换时应保护好过滤分离器。使用过滤分离器时,管内积水或锈尘都会使过滤分离器的滤芯失效,因此在投产置换前,最好先将过滤分离器的滤芯抽出,待置换结束后,将过滤分离器内腔清理干净后再将滤芯装上,既保护了滤芯,又保护了气体超声波流量计。 (5)气体超声波流量计满足气体超声波流量计的安装要求。气体超声波流量计的安装要求已在产品说明书中写明,气体超声波流量计测量的是气体流速,对流量计本体与上下游直管段安装的同心度要求很高,因此要求施工单位在安装时一定要严格执行安装规定,以达到要求的同心度。气体超声波流量计在站场中的安装位置不同于孔板流量计。使用孔板流量计时,不管是先调压后计量,还是先计量后调压,孔板流量计和调压器大都安装在同一空间,即在两个汇管之间同时安装孔板流量计和调压器。若选用气体超声波流量计,则这一安装位置将对气体超声波流量计的计量精度产生严重影响,因为气体超声波流量计对噪音很敏感,与调压器安装在同一空间,调压器产生的噪音将会使气体超声波流量计的计量失效。所以,若选用气体超声波流量计,工艺设备布置时应将其单独安装在两汇管之间的管路上,若场地狭小,需与调压器一起安装在两汇管之间的管路上时,应在流量计和调压器之间加设减噪器

超声波流量计原理及应用

超声波流量计原理及应用 超声波流量计原理及应用 吐尔逊古丽 (独山子石化公司炼油厂仪表车间新疆独山子833600 ) 摘要:超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置,其检测的介质有水、烃类、碱液等。我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。和传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比它的计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等等。文章讨论了利用超声波流量计测量液体流量的有关问题,重点阐明了超声波流量计的测量原理、分类,安装、使用。

一.超声波流量计原理: 超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置,其检测的介质有水、烃类、碱液等。我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声 波就可以检 测出流体的流速,从而换算成流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。 超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号,经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。

另外,超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响,又可制成非接触及便携式测量仪表,故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。 超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。 二、超声波流量计特点: 优点:它是一种非接触式流量测量仪表,可测量液体、气体介质的体积流量,除具有电磁流量计的优点(无压力损失、不干扰流场、能测量强腐蚀性介质、含杂质污物的介质等)夕卜,还可测量非导电介质的流量,而且不受流体压力、温度、粘度、密度的影响;通用性好,同一台表可测不同口径的管道内的介质流量;安装维修方便,不需要切断流体,不影响管道内流体的正常流通。安装时不需要阀门、法兰、旁通管等;特别适用于大口径管道的流量测量,由于没有压力损失,节能效果显著。 缺点:安装时不能离震动原太近,容易影响探头的测量;在测量水的流量时, 由于水常时间在管道中容易产生水垢,对探头信号强度有影响;还不能测量悬浮. 三?超声波的分类 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速,从而换算成流量。根据检测的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。超声波流量计的各类很多,依照不同的分类方法,可以分为不同类型的超声波流量计。除了

超声波流量计的测流原理及其应用

超声波流量计的测流原理及其应用 摘要:本文阐述了超声波流量计常用的时差法、多普勒法的测流原理,以及超声波流量计的分类。通过实际测流应用并与流速仪所测的流量结果做了对比分析,得出超声波流量计无论在测流准确度还是在测流精度上都比其它的测流设备高,而且具有其它测流设备所不具备的实时在线和数据远传的优越性能。 关键词:超声波流量计;时差法;多普勒;测流 1引言 近几年来,随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展,利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理,适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现,其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门,正日趋成为测流工作的首选工具。 2超声波流量计的测量原理 超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法。其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速,从而测出流量;多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量。 2.1时差法测量原理 时差法测量流体流量的原理如图1所示。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。 图1超声波流量计测流原理图

设静止流体中声速为c,流体流动速度为v,把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角,换能器的距离为L。从P1到P2顺流发射时,声波传播时间t1为: 从P2到P1逆流发射时,声波的传播时间t2为: 一般c>>v,则时差为: 单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合。大型渠道水面宽、水深大,其流速纵横变化也较大,须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值,见图2。应用公式(5)、(6)可测得流量Q。 以上各式中:d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离,为声道数,S为两声道之间的过水断面面积。 图2多声道超声波流量计测流原理图 2.2多普勒法测量原理 多普勒法测量原理,是依据声波中的多普勒效应,检测其多普勒频率差。超声波发生器为一固定声源,随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动,该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速,所以通过测量频率差就可以求得流速,进而可以得到流体流量,如图3。

超声波流量计和电磁流量计各自特点及区别比较

超声波流量计和电磁流量计各自特点及区别比较 叙述了超声波流量计和电磁流量计在概论、工作原理、分类和工作性能的区别,提出,我国现阶段2种最常用流量计的特征和不同优势。 1超声波流量计和电磁流量计的概念 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。 电磁流量计是1种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感 应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线。 2超声波流量计和电磁流量计的工作原理 超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统3部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号,经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。 超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应,采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上,使其产生超声波振动。超声波以某一角度射入流体中传播,然后由接收换能器接收,并经压电元件变为电能,以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应,而接收换能器则是利用压电效应。电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的2个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势,电动势的方向按“弗来明右手规则”。 3超声波流量计和电磁流量计的分类 根据检测的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。根据对信号检测的原理,目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括:直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单,便于测量和携带,价格便宜但准确度较低,适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。 由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的,故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差,准确度较高,所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同,传播速度差拨又分为:Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。

超声波流量计原理

1引言 近几年来,随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展,利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理,适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现,其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门,正日趋成为测流工作的首选工具。 2超声波流量计的测量原理 超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法。其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速,从而测出流量;多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量。 2.1时差法测量原理 时差法测量流体流量的原理如图1所示。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。 图1超声波流量计测流原理图 设静止流体中声速为c,流体流动速度为v,把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角,换能器的距离为L。从P1到P2顺流发射时,声波传播时间t1为: 从P2到P1逆流发射时,声波的传播时间t2为:

一般c>>v,则时差为: 单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合。大型渠道水面宽、水深大,其流速纵横变化也较大,须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值,见图2。应用公式(5)、(6)可测得流量Q。 以上各式中:d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离,为声道数,S为两声道之间的过水断面面积。 图2多声道超声波流量计测流原理图 2.2多普勒法测量原理 多普勒法测量原理,是依据声波中的多普勒效应,检测其多普勒频率差。超声波发生器为一固定声源,随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动,该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速,所以通过测量频率差就可以求得流速,进而可以得到流体流量,如图3。

超声波流量计声速公式

超声流量计声速补偿方法 1.目的 采用声速校正,可以消除温度,压力,矿化度,以及测量介质,对超声流量计测量的影响,提高测量的精度。 2. 声速测量方法 声速测量通过测量超声波从发射探头到接收探头的传输时间,计算出声速。 3. 声速测量范围和精度 测量范围:1510±13% 精度:<1 uS 4. 上位机声速补偿公式 Q校= ((Т标/Т测)2)* Q 其中: Q校:校正后的流量 Q:计算的流量(根据测得相位差,配合刻度数据,按分段线性计算,小于标定零点 时, Q等于零) Т测:为测量时超声波传输时间 Т测= (312 + t测)*4/11 -10 。。。公式( 1 ) 单位:uS t测:测量时下位机发回的声速原始数据 (该数据替代原来每帧数据中 的修正系数)。 Т标:仪器标定时的超声波传输时间 Т标= (312+ t标)*4/11 -10 。。。公式( 2 ) 单位:uS

t标:为所有标定点声速原始数据的平均值 (剔除最大和最小值后,取平均值)。 该数据要保存在井下存储器地址00A0H处。 00A0H: t标 00A1H: t标反码 ***注意: 公式( 1 )和( 2 )适用于探头间距为250mm进水管 对于探头间距为500mm进水管公式( 1 )和( 2 )中的312改为824即可。 5. 仪器升级 试井仪器: ?下位机软件升级V4.0。 ?数字板修改: U1(PIC16C77)33脚和电阻R6连线割断。 U1(PIC16C77)6脚和CON12-7连线割断。 R6(割断线脚)连到U1(PIC16C77)20脚。 U1(PIC16C77)33脚连到CON12-7。 测井仪器 ?下位机软件升级V3.1。 ?数字板修改: U1(PIC16C77)6脚和J2-13, J2-14连线割断。 U1(PIC16C77)33脚和J2-13, J2-14相连接。 编写: 审核: 批准:

超声波流量计计量精度影响因素研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/439032453.html, 超声波流量计计量精度影响因素研究 作者:王雨时 来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第08期 摘要:近年来,我国天然气管道建设步伐逐步加快,随着中亚管道、中俄管道、中缅管道、陕京线四线、西气东输三线、新疆煤制气外输管道、鄂安沧天然气管道、LNG接收站及天然气管道互联互通工程的陆续建成投产,“西气东输、南气北上、海气登陆、就地外输”的供气格局已经基本形成。 关键词:超声波流量计;计量精度;控制措施 1 影响超声波流量计测量精度的主要影响因素 1.1 声道排列方式及修正系数的选择的影响 由多声道流量计计算公式就很直观的发现,不同流量计声道排列及修正系数是不一样的,排列方式及修正系数的选择将直接影响超声波流量计的计量精度。 1.2 脏污对超声波流量计影响 天然气管道建设、投产初期,由于管道水、焊渣等残留物未吹扫干净,导致水渍及污物粘附在超声波探头及流量计内壁上,影响超声信号的发射与接收。以RMG流量计为例,当超声接收信号弱时,会实现探头发射信号的自动增益,当增益超过40dB时,计量精度将大大降低。此外,声音在固体或者液体中的传播速度大于声音在气体中传播的速度,探头脏污导致声波传播的时间缩短,导致变大,导致流量计读数偏大。此外,当管壁上有污物会导致计算的管壁D会产生影响。 1.3 噪声对超声波流量计影响 声学噪声与气流扰动等因素有关,如突出的探头、变径管、整流器及调节阀等。当声学噪声的频率与流量计的工作频率相近时,两种声波发生共振,从而干扰超声波换能器分辨超声脉冲信号,使得信噪比发生变化,影响计量精度。 此外由于气体中超声能量的衰减与超声频率成正比,为了在接收端保持一定的信噪比(RMG大于15dB),通常的换能器工作频率都在50~200kHz左右,在此频段内,声学噪声是无法回避的问题,在2014年修改的GB/T 18604中明确提出噪声对超声波流量计测量精度的影响,所以生产过程中要时刻关注噪声值对流量计影响。 1.4 其他因素对计量精度的影响

超声波流量计的研究与应用

超声波流量计的研究与应用 发表时间:2017-11-24T14:18:34.903Z 来源:《防护工程》2017年第17期作者:宋皎 [导读] 超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术的发展才出现的一种非接触式仪表。 南京钢铁股份有限公司江苏南京 210031 摘要:超声波流量计属于一种应用在体积流量测试方面的设备。其具有几个方面的特点,设备并不需要插入到任何被测试流体之中,并不会对流体速度产生任何影响,更加不会影响流体压力,可以应用在任何液体之中,包括具有高粘度以及腐蚀性液体之中。非导电性等相关液体流量监测同样始终本流量计。基于上述中此类型优势,超声波流量计的实际发展进程较快,已经成为了当前最为常见的测试流量计类型。希望通过本研究能对未来超声波流量计的应用与发展提供借鉴和帮助。 关键词:超声波流量计;应用 引言 超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术的发展才出现的一种非接触式仪表,适于测量不易接触、观察的流体以及大管径流量。使用超声波流量计,不用在流体中安装测量元件,故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,仪表的安装及检修均可在不影响生产管线运行的情况下进行,因而是一种理想的节能型流量计。 1影响超声波流量计量准确性的主要因素 1.1噪音 水质输气站场中由于气流速度快,弯头、阀门等各类阻流管件的存在,会产生一定的噪声,在计量装置设计和安装的时候已经充分考虑。但是现场因为工况条件的变化,如流量、压力和温度等,压缩机不同功率下的噪声震动等不能预见的各类因素产生的噪声仍然使超声波流量计在现场使用过程中受到噪声的影响。超声波流量计对降压元件产生的噪声尤其敏感,甚至有些低噪声阀门比调压阀对超声波流量计产生的影响还要大,这是因为采用了低噪声技术的阀门将噪音频率调整至人耳听力不敏感的高频范围(20kHz)以上,该频率范围恰好与超声波流量计超声频率重合,对超声波流量计造成较大影响。 1.2水质杂质 水质流过超声波流量计时,水、硫化铁粉末等杂质逐渐堆积在流量计表体管道内或超声波探头上,都会影响超声波流量计的准确度,附着在超声波探头表面的杂质缩短了超声波在管道内的传输时间,影响了超声波探头的敏感性,同时由于杂质的附着,计量撬的上游直管段表面粗糙度变化或整流板堵塞引起气体流态发生变化,从而影响流量计的准确度和稳定性。实验研究表明:脏污可对某些流量计流量输出带来0.3%或更大的偏差。 1.3气体组分 根据超声波流量计量系统工况流量与标况流量的转换公式可知,在水质贸易计量中需要利用压缩因子将水质的工况流量转换为标况流量,而工况下的压缩因子则需利用气体分析设备,如色谱分析仪等分析结果计算获得。气体组分检测是否准确及时,直接影响着超声波计量系统的计量准确性。在实际生产中,部分场站的气体分析设备未接入流量计算机,失去了气体分析设备的主要作用,同时在未配备气体分析设备的场站也存在着气体组分更新不及时现象,在多气源的计量站,影响更为明显。实验研究发现:由于输气干线组分变化造成超声流量计的标准参比条件下体积流量偏差最高可达0.6%。 2超声波流量计的应用 2.1多普勒法原则下的超声波流量计 多普勒法主要是一种应用了声学多普勒工作原理对流体实施测量的一种特殊方法。多普勒效应强调生源以及目标发生相对运动过程中,产生的频率上的改变情况。通过频率变化正比于运动目标和静止发射设备之间的相对速度完成判断。多谱勒式超声波流量计,只能用于测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体。在确定超声波流量计的过程中,首先需要结合被测量流体实际情况与特质进行分析,完成初型判断,但是,涉及到所有厂家的多种技术特点,作为工程设计人员还应该进行综合判断,同时,还要考虑项目的统一性,价格因素等,最终选取合适的流量计类型。 2.2气体(时差)超声流量计 气体超声流量计是安装在流动气体管道上,通过检测气体流动时对超声束(或超声脉冲)的作用,以测量气体体积流量的仪表。随着我国长距离大口径输气管道的建设和发展,气体超声波流量计因其计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等优于传统型流量计的特点,逐渐在我国水质管道计量中逐渐普及起来。 超声脉冲穿过管道如同渡船渡过河流。如果气体没有流动,声波将以相同速度向两个方向传播。当管道中的气体流速不为零时,沿气流方向顺流传播的脉冲将加快速度,而逆流传播的脉冲将减慢。因此,相对于没有气流的情况,顺流传播的时间t。将缩短,逆流传播的时间t。会增长,这两个传播时间都由电子部件进行测量。根据这两个传播时间,可以计算测得的流速。 超声波流量计的安装要求如下: (1)超声波流量计传感单元安装时需在管道停运状态完成,一般设计为两路支线分别切换进行安装; (2)测量仪表的传感单元尺寸必须与管输内外径相一,其误差应控制在±1%以内,以免安装产生偏差; (3)为了能够有效避免换能器声波表面受颗粒或空气干扰,超声波流量计传感单元最好选在与水平方向450的范围内安装,尽量避免干扰。此外,在水质含液较多的场合,气体超声波流量计及其计量管段的安装位置不应低于其上下游管道,使得水质中凝析出来的液体能够随气流被带走,不在气体超声波流量计处堆积,造成计量故障; (4)上下游应保证有必要的直管段,上游直管段最少10D,下游直管段至少为5D; (5)超声波流量计安装需要前后避开阻力构件如(弯头、阀门、变径处),如在垂直管道安装,其换能器的安装位需在上游弯管的弯轴平面内,以获得弯管流场畸变后较接近的平均值;

超声波流量计检定规程

附件2: 明渠堰槽流量计型式评价大纲 1范围 本型式评价大纲适用于分类代码为12185000的明渠堰槽流量计(以下简称流量计)的型式评价。 2引用文件 本大纲引用了下列文件: JJG 711-1990 明渠堰槽流量计 GB/T 9359-2001 水文仪器基本环境试验条件及方法 GB/T 11606-2007 分析仪器环境试验方法 GB/T 17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 JB/T 9329-1999 仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法 HJ/T 15-2007 环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。 3术语 3.1 明渠堰槽流量计weirs and flumes for flow measurement 在明渠中利用量水堰槽和水位~流量转换仪表(二次仪表)来测量流量的流量计。 3.2 水位stage 从测量基准点(或零点)高程算起,加上某一水面的距离后所得到的高程值,单位m。 3.3 喉道throat 测流堰槽内截面面积最小的区段。 4概述 4.1工作原理 在明渠中设置标准量水堰槽,液位计安装在规定位置上测量流过堰槽的水位。将测出的水位值代入相应的流量公式或经验关系式,即可计算出流量值。明渠堰槽

流量计的水位与流量呈单值关系。 4.2结构型式 明渠堰槽流量计包括:薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、流线型三角形剖面堰、平坦V形堰、巴歇尔(Parshall)槽、孙奈利(SANIIRI)槽、P-B(Palmer-Boulus)槽等槽体及与之配套的液位计和水位、流量显示仪表。 明渠堰槽流量计由量水堰槽和水位~流量转换仪表(二次仪表)所组成。水位~流量转换仪表包括:液位计、换算器和显示器。 为准确计量流量,明渠堰槽流量计还应包括:堰体上游行近段、下游渠槽衔接段和水位观测设施。 量水堰槽有多种形式,如:薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、喉道槽等,可根据现场条件、流量范围和使用要求选取。 5法制管理要求 5.1计量单位 流量计应采用法定计量单位。选用的流量计量单位为m3/h、m3/s或m3,温度单位为℃。 5.2 外部结构 流量计应具有防护装置及不经破坏不能打开的封印。凡能影响计量准确度的任何人为机械干扰,都将在流量计或保护标记上产生永久性的有形损坏痕迹。 5.3 标志 5.3.1计量法制标志的内容 试验样机应预留出位置,以标出制造计量器具许可证的标志和编号,流量计型式批准标志和编号以及产品合格印、证。 5.3.2铭牌 铭牌应包括: a)制造商名称(商标); b)产品名称及型号; c)出厂编号; d)制造计量器具许可证标志和编号; e)工作温度范围; f)在工作条件下的最大、最小流量或流速;

相关文档
最新文档