浅淡超声波流量计气体计量和误差
超声波流量计量程范围
超声波流量计量程范围
超声波流量计（UltrasonicFlowmeter）是近年来发展起来的一种流量计，它的量程范围很宽，可以测量从微小的液体到大能力的气体和流体。
量程范围决定了超声波流量计在实际应用中的误差，所以量程范围是选择超声波流量计的重要参考因素。
超声波流量计适用于流量量程范围较广的工况，可用于测量
0.005~20m/s的非均质流体流量，管路内直径可以达到1000mm以上，流体粘度可以达到150000泊（cp）以上，测量量程可达到20~200t/h （液体）、1~10 m3/h（气体），测量精度可以达到±1%以内，量程范围非常宽。
此外，超声波流量计通过把流体中的声波以各种形式传递，使流量计可以适用于恶劣的工况，而且量程范围也比较广，由于超声波流量计可以完全独立工作，因此可以有效地节约能源和成本。
除了宽的量程范围外，超声波流量计还可以通过改变膜片的形状来改变流量计的量程范围，通过改变膜片的张力可以改变量程，而且超声波流量计可以保持较高的测量精度，其精度可以达到±0.5%~1%，因此在实际应用中可以被广泛使用。
另外，超声波流量计量程被设定在不同的参数下，使用不同超声波流量计可以得到不同量程范围，因此使用者可以根据自身需求选择合适的超声波流量计，以满足不同的测量需求。
总之，超声波流量计的量程范围很宽，它不仅能测量管道流体流量，而且还可以测量一些具有较大流量量程变化范围的液体以及气体
流量，具有很高的精度。
同时，超声波流量计还可以通过改变膜片的形状来调节量程范围，以满足不同的应用需求。
Daniel气体超声流量计计量特性与误差分析探讨
Daniel气体超声流量计计量特性与误差分析探讨【摘要】文章通过分析天然气计量的超声流量计（时差法）计量原理、计量特性，从超声流量计计量的软件设置，现场运行等方面入手，进行系统误差分析探讨，并提出了一些有针对性的提高或保障计量精度的措施，希望通过这样一种方式，能有助于超声流量计在天然气计量现场中得到更好的应用。
【关键词】超声流量计计量特性误差分析1 气体超声流量计计量特性气体超声流量计计量系统主要由超声流量计本体及配套使用的流量计算机、压力变送器、温度变送器等组成，同时还需要能提供气质组分的在线气相色谱分析仪，可实现标况体积、工况体积、质量、能量四种计量方式，我国目前天然气贸易交接计量主要还是采用标况体积计量，本文所分析探讨的误差也是基于标况体积计量。
气体超声流量计有无节流件压损小、量程范围较宽、精度高、可动部件少、安装简单等优点，很适合大流量、高压力的交接计量，与目前常用的孔板、涡轮流量计相比，精度受气质、流态的影响小，日常维护也较少，可广泛应用于长输管线、输配管网、气体处理厂、压气站等场合，但价格也相对较高。
2 超声流量计（时间差法）计量误差分析与探讨2.1 软件设置产生的误差因素2.1.1气质组分设置因素对于标准体积交接而言，在流量计算机内组分设置不准确，会改变气体相对密度的大小，从而改变计量准确度。
建议在进修修改组分时，一定要审查下各组分最终累加值是否为100%。
一般在技术人员输错某项组分的情况下，各组分最终累加值也将偏离100%总数。
2.1.2仪表量程设置因素较常见于更换仪表时，新更换的压力变送器或温度变送器量程与流量计算机内相应设置的量程不相符，而技术人员又疏于及时调整，导致流量计算机内显示的压力或温度与现场实际严重不符，流量计量是通过流量计算机内计算出来的，此类因素对计量精度影响颇大。
建议，对于此类问题，技术人员在定期检验更换仪表时一定要注意检查新更换仪表的量程与系统设置量程要相符，不相符则需及时调整。
浅淡超声波流量计气体计量和误差
浅淡超声波流量计气体计量和误差摘要：近些年来，随着经济的快速发展，科学技术领域也获得更大进步，对流量计的技术更新也起到了巨大的推动作用。
尤其是在电子技术不断发展的背景下，流量计的种类也不断增加，以此满足各种不同介质的测量要求。
本文以超声波流量计为例，对气体超声波流量计计量误差的相关问题进行简单的分析。
关键词：超声波流量计气体超声波计量误差超声波流量计在我国气体计量领域中的应用，始于20世纪末，随着天然气工业的不断发展，已经有越来越多的超声波流量计应用在天然气的计量工作中。
超声波流量计在进行气体测量时，能够满足高压、大流量的气体计量要求，并且具有较高的测量精确性。
由于气体介质本身的特殊性以及计量现场环境等多种因素的影响，在气体计量中仍然会受到各种因素的影响，使得计量结果的准确性产生一定的误差。
因此，对于超声波流量计气体计量误差进行分析是十分必要的。
一、超声波流量计气体测量超声波流量计进行气体测量的过程，就是通过对超声波沿着气流顺向和逆向传播的生速差、压力和温度等因素的测量，对气体的流速和标准状态下的流量进行测量的过程。
常见的气体超声波流量计结构如图1所示。
二、超声波流量计气体计量误差的因素1.信号因素利用超声波流量计进行气体计量时，其主要的参数就是气体的传播时间，通过传播时间的获得和计量，才能实现对不同超声波信号的有效处理。
因此也可以说，信号的质量是影响超声波流量计气体计量准确性的主要因素。
如果超声波的信号质量不高，则对气体传播时间的测量和流量的确定都无法保证其准确性。
2.流场因素超声波流量计计量过程中，由于管道弯曲所引起的气体二次流动也会对超声波计量的准确性产生影响。
当气体流动在弯曲的管道中，二次流动会由于弯管内部和外部的曲率不同而形成不同方向的流动，加之离心力的作用，就会在管道的截面位置形成一个力场，推动管内气体的流动。
3.噪声因素在超声波流量计气体计量系统中，阀门、整流器等设备都会产生定的噪声，而且在计量现场不断变化的温度和压力条件下，也会对噪声的形成产生一定的影响，而噪声的产生源，主要有流经管道的气流、整流器的运转、调节阀的运转等等，当噪声产生的频率与超声波流量计的工作频率范围一致时，就会对超声波流量计的正常工作产生影响，因为噪声会影响超声波脉冲的探测，进而对测量结果产生影响。
超声波流量计计量不精确的四大原因
超声波流量计计量不精确的四大原因超声波流量计计量不精确的原因主要有以下几个方面：1、上下游直管段对超声波流量计测量准确度的影响。
标定系数K是雷诺数的函数，流体从层流过度到紊流，流速分布不均匀，标定系数K将产生较大的变化，引起测量准确度下降。
根据使用要求，超声波流量计换能器应安装在上游直管段为10D，下游直管段为5D的位置，对于上游存在泵、阀等设备时直管段的长度，要求“距离紊流、震动、热源、噪音源和射线源越远越好”。
如果超声波流量计换能器安装位置的上游有泵、阀等设备，要求直管段为30D以上。
因此，直管段长度是保证测量准确度的主要因素。
2、管道参数设备对超声波流量计测量准确度的影响。
管道参数设置准确与否，与测量准确度关系密切。
如果管道材质及尺寸的设置与实际不相符，将使理论管道流通截面积与实际流通截面积产生误差，导致最终结果不准确。
另外，超声波流量计换能器之间的发射间距是根据流体(声速、动力粘度)、管道(材质和尺寸)、换能器的安装方式等各种参数综合运算的结果，换能器的安装距离产生偏差，也会引起大的测量误差。
其中管道内经的设置和安装距离对测量准确度影响比较突出。
据有关资料显示，若管道内经误差±1%，则引起约±3%的流量误差;若安装距离误差±1mm将产生±1%以内的流量误差。
可见，只有正确的设置管道参数，超声波流量计才能安装准确，减少管道参数对测量准确度的影响。
3、超声波流量计换能器安装位置对测量准确度的影响。
换能器的安装有反射式和直射式两种方式。
如利用直射式安装声速行程短，可增强信号强度。
4、耦合剂对测量准确度的影响。
为保证和管道充分接触，安装换能器时需要往管道表面均匀的涂一层耦合剂，一般厚度为(2mm—3mm)。
将耦合剂内的气泡和颗粒剂出来，使换能器的发射面紧密贴在管壁上。
测量循环水的流量计多安装在水井中，环境潮湿，有时会被水淹，如果选用一般的耦合剂，在短时间内便会失效，影响测量准确度。
超声波流量计计量误差分析及控制措施研究
超声波流量计计量误差分析及控制措施研究发布时间：2022-03-05T07:30:55.835Z 来源：《探索科学》2021年11月上21期作者：蔡学蕊高媛[导读] 超声波流量计相比于其他流量计具有无节流件、高精度、压损小、耐腐蚀等特点，广泛应用于国内长输管道天然气计量系统。
由于超声波流量计具有准确度高、稳定性好、压损小、量程比宽、无可动部件、故障率低等特点，因而广泛应用于国内天然气计量领域。
在实际应用过程中，探头工作状态、气质情况、噪声、压力等都会对超声波流量计精度产生影响，甚至造成计量误差，而不同的故障类型，将有不同表现形式。
本文就其误差与控制措施展开了探究。
德州市产品质量标准计量研究院蔡学蕊高媛山东省德州市 253000摘要：超声波流量计相比于其他流量计具有无节流件、高精度、压损小、耐腐蚀等特点，广泛应用于国内长输管道天然气计量系统。
由于超声波流量计具有准确度高、稳定性好、压损小、量程比宽、无可动部件、故障率低等特点，因而广泛应用于国内天然气计量领域。
在实际应用过程中，探头工作状态、气质情况、噪声、压力等都会对超声波流量计精度产生影响，甚至造成计量误差，而不同的故障类型，将有不同表现形式。
本文就其误差与控制措施展开了探究。
关键词：超声波流量计；计量误差；误差控制 1超声波流量计工作原理目前，声波作为一种机械辐射能，是以实际物质为载体的纵向压力波，当物质在大气中发生振动时便产生声波。
声速的定义为声波在介质中的传播速度，受介质的弹性与密度的影响。
超声波流量计通过超声换能器（又称“探头”）产生超声波，由一个探头发射另一个接收，在流动介质中声波由上游向下游的传输时间小于声波由下游向上游的传输时间，这两个时间之差与气体的流速存在对应关系，通过这种时间差法可以得到介质中的声速与介质流速。
2超声波流量计计量误差影响因素 2.1管道结垢管道结垢影响因素的本质在于减小了管道的内径，对于时差式超声波流量计来说，当管道内径存在1%的误差时，就会产生约3%的流量测量误差。
超声波流量计不正常的现象和故障分析
超声波流量计不正常的现象和故障分析超声波流量计是一种常用的流量测量仪器，适用于各种液体介质的流量测量。
但是在使用过程中，有时会出现一些常见的问题，导致测量数据不准确或者无法正常工作。
本文将分析超声波流量计常见的故障现象及其解决方法。
故障现象1. 信号不稳定超声波流量计的工作原理是通过发射超声波向流体介质中传输，通过接收到反射回来的超声波来测量流体介质的流速和流量。
如果信号不稳定，测量结果会受到影响。
导致信号不稳定的原因可能是：•接收器或发射器故障•测量介质的温度或压力变化•测量介质中含有气体或泡沫2. 测量值不准确超声波流量计的测量值主要受到流体介质的影响，如果测量值不准确，则有可能是以下原因导致：•测量时超声波遇到悬浮物或沉积在管壁上的污垢•发射和接收器之间存在物理干扰•测量介质的物理特性发生变化（例如温度和密度）3. 无法正常工作有时超声波流量计会出现无法正常工作的情况，如无法通电或无法采集测量数据。
此时，可能是以下原因之一造成的：•超声波流量计电源故障•测量系统接线松动、短路或断开•测量介质不符合要求或流量计未正确安装故障分析及解决方法1. 信号不稳定•检查超声波流量计的发射器和接收器是否故障或者损坏，如果是，及时更换或维修。
•检查测量介质的温度和压力是否稳定，在温度变化大的环境中建议使用补偿器来精确衡量流量。
•如果测量介质中含有气体或泡沫，可以使用波纹管或气体分离器，在测量位置设置冲洗管，能够有效地消除气体和泡沫。
2. 测量值不准确•定期清洗管壁，除去悬浮物和厚积的污垢等物质。
•确保测量介质中无气体和泡沫，并且更换不合适的测量介质，以免干扰测量。
•测量时，避免物理干扰，可以选择不同的安装位置或更改发射和接收器的位置，使测量更精确。
3. 无法正常工作•首先确保超声波流量计有电，如有需要请更换或修复电源。
•检查测量系统的接线是否松动、短路或断开，需要重新连接，或者修复断路。
•当超声波流量计无法正常工作时，可以通过调整测量介质的流量和速度，或者重新安装流量计来检查有无故障。
超声波流量计工作原理及减小计量误差方法
超声波流量计工作原理及减小计量误差方法发布时间：2021-10-13T03:45:45.455Z 来源：《中国科技信息》2021年10月中29期作者：刘恒星张秉祥[导读] 近年来，超声波流量计由于其准确、高效的优势被广泛应用，该计量工具为我国国民经济、国防建设、科学研究的发展提供了重要支持。
超声波流量计是社会上普遍使用的过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一。
本文分析从超声波流量计工作原理和现场应用环境、条件出发，对其影响因素进行了分类研究，并分析了影响其计量准确性的原因，并提出了针对性的预防措施，以保证超声波流量计的计量准确性，使超声波流量计在现场得到更好的应用。
新疆维吾尔自治区计量测试研究院刘恒星张秉祥新疆乌鲁木齐 830011摘要：近年来，超声波流量计由于其准确、高效的优势被广泛应用，该计量工具为我国国民经济、国防建设、科学研究的发展提供了重要支持。
超声波流量计是社会上普遍使用的过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一。
本文分析从超声波流量计工作原理和现场应用环境、条件出发，对其影响因素进行了分类研究，并分析了影响其计量准确性的原因，并提出了针对性的预防措施，以保证超声波流量计的计量准确性，使超声波流量计在现场得到更好的应用。
关键词：超声波流量计；计量准确性；工作原理引言：超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。
它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能解决的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题，在国内管道流体测量中得到了广泛应用[1]。
1.超声波流量计工作原理其工作原理为：介质的流量是利用超声信号，采用传输时间法测量的。
超声信号由安装在管路一侧的第一个传感器发出，经过对侧管壁反射，由第二个传感器接收。
超声信号交替沿顺流和逆流方向发射。
因为超声信号在流动的介质中传播，所以在顺流方向的传播时间短于逆流方向的传播时间。
超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析
超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析超声波气体流量计的使用越来越规范化，因此为了满足超声波气体流量计的精度需求，需要改进传感器的设计精度，针对影响超声波气体流量计测量精度的原因进行分析，结合数值仿真技术以及实验技术，对管道内流场设计参数进行分析。
通过试验结果可以证明，分析超声波流量计误差所产生的原因、范围，并通过合理的流场修正参数，可以有效降低测量误差，由此提高超声波气体流量计的精度，为实际工程应用提供指导性建议。
标签：超声波气体流量计;管道模型;误差分析随着现代化工业的飞速发展，流量测量的应用领域逐渐扩大，已经成为工业生产中最为重要的部分，目前流量测量的方法有很多种，其中超声波气体流量计的应用已经得到了广泛认可。
目前国内外对超声波气体流量计的使用已经取得了较大的进展。
利用超声波在流体中的传播速度来计算流体的流量，随着互联网技术的发展，使超声波气体流量计的数据处理更加方便、准确，甚至具备自检功能，能够自动分析管道中流场分布变化而导致的误差。
1超声波气体流量计的特点1.1安装维修方便超声波气体流量计与其他流量计相比，在进行安装过程中不需要在管道上打孔或者将流体进行切割，就能够直接安装。
因此超声波气体流量计在安装较为方便，对于大口径的计量系统而言，超声波气体流量计的安装优点就更加突出，能够有效节省大量的人力物力。
1.2测量管径大超声波气体流量计内部并没有任何的阻碍物，甚至不会出现可移动的零部件。
不会影响流体的流动速度，由此超声波气体流量计适用于难测介质以及大管径测量。
超声波气体流量计的测量管径要远远大于传统的流量计，而超声波气体流量计的价格不会因为不良管径的大小而出现变动。
1.3测量可靠度高不管采用哪种方式超声波气体流量计都不会对管道内的流场造成影响，并且不需要移动各种部件，因此不会存在压力损失。
另外，超声波气体流量计的传感器是以计算机为中心，在进行数据计算过程中增加了信号的稳定性，排除其他外界因素的影响，因此所测量的精度具有较高的可靠性。
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浅淡超声波流量计气体计量和误差
摘要：近些年来，随着经济的快速发展，科学技术领域也获得更大进步，对流量计的技术更新也起到了巨大的推动作用。
尤其是在电子技术不断发展的背景下，流量计的种类也不断增加，以此满足各种不同介质的测量要求。
本文以超声波流量计为例，对气体超声波流量计计量误差的相关问题进行简单的分析。
关键词：超声波流量计气体超声波计量误差
超声波流量计在我国气体计量领域中的应用，始于20世纪末，随着天然气工业的不断发展，已经有越来越多的超声波流量计应用在天然气的计量工作中。
超声波流量计在进行气体测量时，能够满足高压、大流量的气体计量要求，并且具有较高的测量精确性。
由于气体介质本身的特殊性以及计量现场环境等多种因素的影响，在气体计量中仍然会受到各种因素的影响，使得计量结果的准确性产生一定的误差。
因此，对于超声波流量计气体计量误差进行分析是十分必要的。
一、超声波流量计气体测量
超声波流量计进行气体测量的过程，就是通过对超声波沿着气流顺向和逆向传播的生速差、压力和温度等因素的测量，对气体的流速和标准状态下的流量进行测量的过程。
常见的气体超声波流量计结构如图1所示。
二、超声波流量计气体计量误差的因素
1.信号因素
利用超声波流量计进行气体计量时，其主要的参数就是气体的传播时间，通过传播时间的获得和计量，才能实现对不同超声波信号的有效处理。
因此也可以说，信号的质量是影响超声波流量计气体计量准确性的主要因素。
如果超声波的信号质量不高，则对气体传播时间的测量和流量的确定都无法保证其准确性。
2.流场因素
超声波流量计计量过程中，由于管道弯曲所引起的气体二次流动也会对超声波计量的准确性产生影响。
当气体流动在弯曲的管道中，二次流动会由于弯管内部和外部的曲率不同而形成不同方向的流动，加之离心力的作用，就会在管道的截面位置形成一个力场，推动管内气体的流动。
3.噪声因素
在超声波流量计气体计量系统中，阀门、整流器等设备都会产生定的噪声，而且在计量现场不断变化的温度和压力条件下，也会对噪声的形成产生一定的影响，而噪声的产生源，主要有流经管道的气流、整流器的运转、调节阀的运转等
等，当噪声产生的频率与超声波流量计的工作频率范围一致时，就会对超声波流量计的正常工作产生影响，因为噪声会影响超声波脉冲的探测，进而对测量结果产生影响。
另外，有些元件对于噪声较为敏感，当其受到噪声影响时，对元件本身也会产生较大的破坏。
4.脏污堆积
应用超声波流量计进行气体计量时，气体中含有的水分和其他杂质就会在流量计的管道系统内和超声波探头上形成不同程度的堆积，当脏污堆积到一定程度时，就会对计量的结果产生不同的影响。
一方面，可能会导致计量表管径的缩小，进而导致计量的数据结果偏高；另一方面，超声波探头上堆积的脏污，对降低探头对超声波测量的敏感性，无法准确的判断气体的压力和流速，在这种情况下就会导致计量的数值偏低。
另外，在管壁内侧大量堆积脏污，会导致管壁发生腐蚀现象，而超声波对于管壁内部的堆积物有着不同的敏感程度，这就会影响探头探测的准确性，进而造成计量结果失真。
三、减小超声波流量计气体计量误差的措施
1.加强信号质量的控制
对气体进行计量时，超声波形成的脉冲信号本身就有一定的不稳定性，这与以往的液体超声波流量计有着较大的不同，气体在输送的过程中必须要通过多次的声压和降压过程才能对检测点进行确定。
即使是在同一个输送区间，气体的流动也会对超声波产生不同的影响。
因此，在实际的工作中，要尽量降低气体流动所带来的压力波动，当气体在不同的压力条件下，要对其密度的变化进行控制，使气体在传播的过程中不会由于受到压力的波动而产生较大的发射和接收声能，避免由于幅值的变化而对信号产生影响。
2.降低噪声的影响
一方面，在应用超声波流量计进行气体计量时，要对计量管路系统进行科学的设计，对管路系统内部各种阻流件所产生噪声进行评估，才能在实际的计量过程中进行有针对性的降低噪声；另一方面，对超声波流量计和调节阀进行串联时，需要在专业的人员或者是生产厂家的指导下完成，必须要对调节阀产生的噪声进行全面评估，才能降低调节阀对流量计计量结果准确性所产生的影响。
另外，有些调节阀在压力大、流速高的情况下所产生的噪声会超过超声波频率范围，可能会对流量计的正常工作产生影响，所以也需要加以重视。
3.减少污染物的堆积
首先要加强计量气体质量的监控，使用合理的管段布局，并且定期对管线进行清理。
如果在管壁内存在较多的杂质残留，则会对气体的密度产生影响，这时就需要对管壁进行清理，清理之后的管壁直径会增加，所以需要进行重新校准之后才能再次使用。
其次，不同的超
声波流量计生产厂家都有针对超声波流量计现场计量性能的测试软件，在实际的计量工作中，要充分重视测试软件的作用，并且根据测试的结果对计量现场可能存在的问题进行判断，从而保证计量的有效性。
另外，当气体质量较差时，一般可以采用较大口径的超声波流量计进行测量，能降低测量结果的不稳定性。
结束语：
综上所述，应用超声波流量计进行气体测量时，受到不同因素的影响会使测量结果产生误差，对气体计量的稳定性和精度都会产生一定影响，因此必须要对这些影响因素进行全面的分析，才有利于通过合理的规避措施减少或者避免误差的产生，提高气体计量的精确性。
参考文献：
[1] 李国政，康兰昆.气体超声波流量计[J].油气田地面工程，2009（04）
[2] 杨声将，何敏，任佳.超声波流量计计量系统性能的主要影响因素[J].天然气工业，2006（03）
[3] 鲍敏.影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D].浙江大学：机械电子工程，2004.。