气体超声波流量计
超声波流量计的原理及应用
超声波流量计的原理及应用系统地阐述了超声波流量计的组成、工作原理。
并对超声波流量计使用前和使用中的注意事项进行了详细的描述，并针对使用过程中出现的问题的原因的处理办法做了具体陈述，对当前的超声波流量计的应用具有指导作用。
1 前言气体超声波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，逐渐在我国天然气管道计量中逐渐普及起来。
2 气体超声波流量计的组成和基本原理2.1 气体超声波流量计的组成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。
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。
2.2 超声波流量计的测量原理2.2.1 超声波信号的产生原理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，使其产生振动，振动元件在流体中产生声波。
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。
2.2.2 信号处理信号处理方法可划分为两类：一类属于时间范畴的方法；一类属于频率范畴的方法。
采用这两类方法中的哪一种特定方法，取决于传播时间与超声脉冲周期的关系或声道长度与声波波长的关系。
对用于天然气测量的大多数流量计而言，声道长度（CO.1m-1m）比声波波长（通常约3mm）要大得多，因此都采用属于时间范畴的方法。
超声波流量计型号
超声波流量计型号引言超声波流量计（Ultrasonic Flow Meter）是一种用于测量液体或气体流动速度和流量的仪器。
它利用超声波的传播速度和其在流体中的传播时间的关系，计算出流体的流速和流量。
本文将介绍几种常见的超声波流量计型号及其特点。
1. 型号 A型号 A 是一种便携式超声波流量计，适用于较小管道的流量测量。
该型号具有以下特点：•测量范围广泛：适用于直径为 10mm 至 100mm 的管道；•高精度：具有±0.5% 的测量精度；•易于操作：采用触摸屏控制面板，用户界面友好；•高可靠性：采用先进的数字信号处理技术和多重算法，有效减少了测量误差；•多种通信接口：支持 Modbus、RS485 等通信协议，方便与其他设备进行数据交互。
2. 型号 B型号 B 是一种固定式超声波流量计，适用于中等大小管道的流量测量。
该型号具有以下特点：•测量范围广泛：适用于直径为 50mm 至 500mm 的管道；•高精度：具有±0.2% 的测量精度；•大屏幕显示：配备大尺寸液晶显示屏，方便用户实时监测流量；•多种输出方式：支持 4-20mA、RS485 和脉冲输出，方便与其他设备进行数据交互；•耐高温高压：可适应高温高压环境，适用于工业生产现场的流量监测。
3. 型号 C型号 C 是一种嵌入式超声波流量计，适用于大型管道的流量测量。
该型号具有以下特点：•测量范围广泛：适用于直径为 300mm 至 3000mm 的管道；•高精度：具有±0.1% 的测量精度；•多通道测量：可同时测量多个管道中的流量，满足复杂工艺流程的需求；•大容量数据存储：内置大容量存储器，可存储长时间的测量数据；•远程监控：可通过网络远程监控流量数据，方便管理和维护。
4. 型号 D型号 D 是一种气体流量计的特殊型号，适用于测量气体流量。
该型号具有以下特点：•强大的气体适应性：能够测量多种气体，包括空气、氮气、氧气等；•高灵敏度：可测量低至 0.01m/s 的气体流速；•快速响应：具有快速响应时间，适用于需要实时监测的气体流量测量场景；•耐高温高压：可适应高温高压环境，适用于工业生产现场的气体流量监测。
ELSTER流量计
Error (%)
34
MF
多点线性修正后的结果
Calibration 12" Sentinel at NMI Westerbork
0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Qa (m 3/h) As found deviation (%) Verification (after adjustment) MF (adjustment) 1.004 1.003 1.002 1.001 1 0.999 0.998 0.997 0.996 7000
可以按用户要求提供专用于低压场合或超高温/超低温应用
12
Q.Sonic-C – 目前的标准
自排污式探头 设计
编码多脉冲发射方式
探头可以 带压更换
声道反射技术 流速剖面检测
成熟的诊断技术
13
Q.Sonic-C
Q.Sonic-3C
“工业应用的标准“ 和传统的直射式超声波流量计 相比有“8条直线型声道”
45
Q Sonic 系列超声流量计 主要优点和特点
Error (%)
35
MF
IV 系列电子单元
和III系列电子单元相比
• •
没有模拟输出 没有内置的温压修正
市场需求推动新发展
显示+ 模拟输出板集成在一个 EEx-d 箱内 (带显示窗口) 带内置的温度压力修正
36
全新的钛合金封装超声探头
37
新一代气体超声波流量计 – 带双CPU的智能型超声波流量计
Q.Sonic系列多声道气体超声波流量计是适用于贸易计量的理想产品 采用了独特的两个双反射加两个或三个单反射声道配置的技术 可以分析流速剖面不对称和涡流的影响 大多数情况下完全可以不需要盘式整流器 使用多点线性修正后流量计的不确定度相对于标定装置优于± 0.1% 很好的抗噪声干扰能力 (200 kHz 超声探头, 数字化信号处理) 流量计口径从 4” 到 64” 可选，压力等级最高可达 ANSI 2500 维修维护率低 (没有可动部件)
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。
气体超声波流量计 方案
气体超声波流量计方案
气体超声波流量计是一种用于测量气体流量的仪器设备。
它基于超声波传感技术，通过发射超声波并测量其传播时间来计算气体流量。
下面是一个简要的气体超声波流量计方案：
1. 传感器选择：选择高精度、高灵敏度的超声波传感器，能够准确地发射和接收超声波信号。
2. 传感器安装：将传感器安装在管道上，使其与气体流动方向垂直，并确保传感器与管道之间没有任何障碍物。
3. 发射与接收：以一定的频率发射超声波信号，并通过传感器接收回波信号。
可以采用多个传感器排列，形成不同角度的传感器阵列，以便更准确地测量气体流速和流量。
4. 信号处理：将接收到的回波信号送入信号处理单元，进行滤波、放大和时频分析等处理，以提取有用的信息。
5. 流速计算：根据超声波的传播时间和管道的几何参数，利用速度-时间关系得到气体的平均流速。
6. 流量计算：根据管道的截面积和气体的平均流速，计算出气体的体积流量。
7. 数据显示与输出：将测得的气体流量数据通过显示屏或输出接口展示给用户，使其能够实时监测和记录气体流量情况。
8. 校准与维护：定期对气体超声波流量计进行校准，以确保测量结果的准确性。
定期检查仪器的工作状态，并及时进行维护和保养。
以上是一个基本的气体超声波流量计方案，具体的实施方案还需要根据具体应用场景和需求进行调整和完善。
气体超声波流量计的相关技术参数
气体超声波流量计的相关技术参数
气体超声波流量计是一种测量气体流量的设备，它采用超声波传感器对流体流速进行测量。
本文将对气体超声波流量计的相关技术参数进行介绍。
流量范围
气体超声波流量计的流量范围通常从1m/s至100m/s，最大流量可以达到2500m3/h。
温度范围
气体超声波流量计的温度范围一般为-30°C至+200°C，但不同型号的气体超声波流量计的温度范围也有所区别。
压力范围
气体超声波流量计的压力范围一般为0.6MPa至10MPa，但不同型号的气体超声波流量计的压力范围也有所区别。
精度
气体超声波流量计的精度通常为0.5%~1%。
漏率
气体超声波流量计的漏率一般小于0.1%。
重复性
气体超声波流量计的重复性一般为0.2%。
响应时间
气体超声波流量计的响应时间一般小于0.5s。
输出信号
气体超声波流量计的输出信号可以是模拟信号（420mA
10V）或数字信号
或0
（RS485或HART）。
功耗
气体超声波流量计的功耗通常为1~5W。
在线检测和诊断
气体超声波流量计通常具有在线检测和诊断功能，可以通过检测传感器状态、电路状态等信息来实现问题的快速诊断。
适用性
气体超声波流量计适用于压力、温度、粘度和密度变化较大的气体流量测量。
结论
气体超声波流量计是一种精度高、重复性好、响应速度快、功耗低的气体流量测量设备。
其适用范围广泛，可用于许多不同类型的气体流量测量。
2024年超声波气体流量计市场发展现状
超声波气体流量计市场发展现状简介超声波气体流量计是一种基于超声波技术原理实现的流量测量仪器，广泛应用于石油化工、电力、医疗设备等领域。
本文将对超声波气体流量计市场的发展现状进行分析和概述。
市场规模超声波气体流量计市场在过去几年内呈现出快速增长的趋势。
据市场研究公司的数据显示，2019年全球超声波气体流量计市场规模达到了X亿美元，在2025年预计将达到X亿美元。
市场规模的增长主要受益于以下几个因素：1.工业自动化的推动：随着工业自动化水平的提高，对流量测量的需求不断增加。
超声波气体流量计作为一种精度高、可靠性佳的流量测量仪器，在工业自动化中得到广泛应用。
2.能源市场的发展：能源市场对于流量测量的需求量巨大，超声波气体流量计在煤化工、液化天然气等领域具有重要应用价值。
随着能源市场的不断扩大，超声波气体流量计市场也得到了进一步的发展。
3.环保需求的增加：近年来，环保意识的提高使得对于气体流量测量的要求变得更加严格。
超声波气体流量计作为一种不接触介质、无污染的测量仪器，满足了环保要求，受到了市场青睐。
技术进展与创新随着科技的不断进步，超声波气体流量计在技术上也得到了不断的创新和发展。
1.高精度：传统的超声波气体流量计在低流量条件下的精度较低，但现在已经实现了在低流量条件下的高精度测量。
通过采用新的传感器技术和算法优化，超声波气体流量计的测量结果更加准确。
2.多参数测量：除了测量流量外，超声波气体流量计还可以实现温度、压力等参数的测量。
这种多参数测量的功能大大扩展了超声波气体流量计的应用范围。
3.远程监控和智能化：由于无线通信和互联网技术的发展，超声波气体流量计可以实现远程监控和数据传输。
此外，通过与其他设备的连接和智能化算法的应用，超声波气体流量计也能够实现自动校准和故障诊断。
市场竞争格局目前，超声波气体流量计市场存在着较为激烈的竞争。
主要的竞争对手包括Emerson、Honeywell、Yokogawa、ABB等知名企业。
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。
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序号关于气体超声波流量计相关的难题是？
1组分对超声波影响
2精度不够
3不懂
4纸质和电子板
5气体超声波是选插入式的吗还是外贴的？
6标定真值
7气体超声波测量原理，影响测量精度的因素？
8低量程检测时精度无法保障。
9刚毕业不就，觉得气体可以用超声波来测会方便很多。
想深入了解一下10测量精度问题
11介质不干净测量波动
12都可以测量什么气体，气体温度最高温度压力有什么要求？
13无
14气液两相流问题？
15流量一直波动都是什么原因？
16流量计在低流量时正常，接近流量计上限时直接显示超量程
17如何保持长时间稳定性和精度
18流量计日常维护
19气体温度及外界刚扰声波影响准确性
20对气体有什么要求
21稳定性
22热力公司使用，稳定性不好
23装置放火炬线气体流量测量如何进行精确测量？目前用超声波误差较大24测量误差大
25检定周期是如何确定的？
26气体含水量多少能影响测量？
27故障判断
28鱼龙混杂，质量参差不齐，选型鉴别困难
29温压补偿问题
30计量的流量不准，稳定性差
31气体流速低难测
32甲烷烃流量测量，传感器粘污了，如何在线清除
33超声波流量计对气体介质，管道口径，安装方式，测量精度有什么和热式流量计、巴氏流量计区别与优势
34一氧化碳～氯气～光气～蒸汽～可以测量？
35钢铁厂较脏气体介质（如焦炉煤气）等进行流量测量采用气超是否合适，需要注意什么问题？
36优点及缺点原理
37对于可燃性气体管道安装气体超声波流量计应该注意哪些安全事项？38低速气体怎么测
39测量不准确，气体带液影响仪表精度40实现免拆除在线校准
回答
工作压力在4Bar以下，组分对超声波流量计计量基本无影响，压力在4Bar以上，要考虑加入压缩因子计算修正
超声波的精度是很高的，但任何一种仪表都有其使用环境，如果气体超声波流量计精度不高，要么是安装上的问题，要么是流量计不适用这类环境
根据实际工况选用，目前国产的有插入式的，但是还没有外贴式的
1、环境干扰，比如是否有同频的超声波噪音
2、口径，换能器间距是否测量准确
3、安装前后直管段
市场上气体超声波流量计品种很多，设计用的场景也不同，有的设计专用于油气田开出的，适合高流速，量程比低，有的设计煤气、沼气的，适合低流速，耐脏污，而天然气用的气超，则设计特点是量程比大，精度高，但是只能用于干气，气质要求高
和很多方面有关，首先是选型，根据工作环境选择气超类型，其次是根据工作要求选择气超型号，选型对了，安装环境注意了，气超没理由会不准的。
如果是天然气，因为是设计在干气中使用，很容易发生介质不干净造成测量波动，如果是湿气，介质不干净一般不容易引起测量波动
JR-A气超主要适合测量湿气，比如沼气，煤气，或烟道气，同时也能测量压缩空气、氮气氧气等。
气体温度一般在80度以内，特殊要求可以到130度。
还有测量天然气的，测量火炬气，烟道气等
1、气体流量不稳定，
2、外界干扰，比如电磁干扰，电源干扰等
3、气质不干净，影响探头的工作1、可能是流量计内部设置问题 2、可能是流速过快，导致计量不稳，探头收不到信号，直接显示超量程
定期保养，避免现场干扰
见各厂家维护手册
气体温度会影响计量准确性，所以需要有温度补偿，外界干扰有电磁干扰和同频噪音干扰，影响流量计工作的。
所以接地要好，流量计前后要有直管段
不同类型的气超可使用的环境不同
计量检定规程JJG1030-2007上有，检定周期一般不超过2年，对插入式流量计，如流量计带自诊断功能，且能保留报警记录，也可6年检定一次并在使用现场每年使用中检定。
这个根据实际情况确定，
1、确定工作气质，是用于湿气还是干气
2、确定温度和压力
3、确定流量及量程比
4、确定前后直管段
气超需要带温压补偿。
常规下，压力偏差1%，流量大约差1%，温度偏差1度，流量大约偏差0.4%。
气超最低的始动流量一般是0.02m/s起，适合测量低流速气体
取出传感器清洗，建议流量计带有在线维护的球阀
优势：组分对计量无影响，测量精度高，无压损，安装方便
一氧化碳可测，氯气可测，蒸汽可测，光气用外夹式的测量
钢铁行业焦炉煤气、高炉煤气可使用气超，现在我们在冶金焦化行业的使用业绩很多，效果也很好气超最低的始动流量一般是0.02m/s起，适合测量低流速气体
可选择我司的JR-A气超，适合测量富含水分的气体
干标，理论上气超支持干标，但目前国家还没有规范同意气超干标上。