超聲波流量計計量系統(tǒng)性能的主要影響因素

張 偉 修 蕾 趙洪濤 李云龍 王世新

（丹東東方測控技術股份有限公司，遼寧 丹東118000）

0 引言

隨著科技技術的迅猛發(fā)展，多種類型的流量計應運而生，其中超聲波流量計是比較新型的計量和檢測儀器，在針對天然氣進行檢測的過程中，能夠發(fā)揮十分顯著的優(yōu)勢。在超聲波的流量計計量過程中，因為運行過程中涉及特別多的影響因素，因此嚴重影響其性能的發(fā)揮。所以，要高度關注相關內容，著重做好相關影響因素的制約和控制工作，這樣才能使其計量質量和效果更為精準，進而發(fā)揮其應有的效能。

1 超聲波流量計計量系統(tǒng)性能的主要影響因素

通過相對應的調研和實踐論證，能夠充分看出，在超聲波流量計計量系統(tǒng)運行過程中，對其性能和質量造成影響的因素涉及很多方面，例如，噪聲、臟污等一系列相關方面，此類因素會嚴重影響計量的精準性和正確率，對其正常的生產(chǎn)運行造成嚴重阻礙。

1.1 噪聲影響因素

超聲波流量計計量系統(tǒng)中，所涉及的管路系統(tǒng)較多，例如，閥門、整流器，以及其他各類阻流管件等，這些管路系統(tǒng)在運行中會產(chǎn)生一定強度的噪音，由于系統(tǒng)運行環(huán)境復雜，常伴有其他設備組件發(fā)出的噪聲，故很難對現(xiàn)場噪聲進行準確的判斷，基于此類問題的出現(xiàn)，會對計量效率和質量產(chǎn)生較大影響。從噪聲源層面來講，主要包含高速流過管道的氣流、突入的探頭及整流器、流量調節(jié)閥等。通過對流量計運行原理分析可知，當超聲波流量計額定與工作頻率保持在一致范圍內時，就會對超聲波脈沖探測質量及傳輸精準性產(chǎn)生嚴重影響，致使體積流量測量工作無法正常進行，甚至會產(chǎn)生較大誤差。由于超聲波流量計會對降壓元件運行過程中所出現(xiàn)的噪聲特別敏感，一些低噪聲閥門會對超聲波流量計產(chǎn)生更嚴重的影響，限制其性能的正常發(fā)揮。在降噪處理實踐之中，一般是通過相關技術的運用，將噪聲控制在人耳可接受的范圍內，但是這個范圍在超聲波流量計計上顯示出的聲譜范圍不同，存在較大的差異性，因而使計量效果受到深遠影響。

1.2 臟污堆積因素

在超聲波流量計量系統(tǒng)的運行過程中，因為現(xiàn)場有很多的含水、硫化鐵粉末或其他臟污的天然氣，這些物質會流過超聲波流量計，在這樣的情況下就會導致臟污逐漸堆積在流量計表體管道內部或者在超聲波的探頭上附著，在這樣的情況下，對超聲波的計量精準度和正確率都會造成嚴重的影響。具體來說，其影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，會導致流量計內部的有效內徑被嚴重的減少，出現(xiàn)比較嚴重的堵塞情況，然后進一步增高流量計的具體讀數(shù)。其次，臟污在超聲波探頭表面長時間的堆積，會導致傳輸時間出現(xiàn)比較明顯的縮短，使流量計讀數(shù)偏高。同時如果流量計的內部被嚴重地腐蝕，在對其進行清理之后，就會在很大程度上增加流量計的內徑。最后，表體內壁及上游直管段的表面粗糙度出現(xiàn)比較明顯的變化，在這種情況下也會導致流速分布出現(xiàn)比較明顯的變化，進而對流量計的精準性和穩(wěn)定性都會造成很大影響。

1.3 溫度、壓力測量的準確度也是十分重要的因素

超聲波流量計計量系統(tǒng)所涉及的組成部分主要包括流量計、壓力變送器、溫度變送器（或溫度鉑電阻）、流量計算機及在線組分分析儀等，通過輸入組分及壓力、溫度，流量計算機等內容，這樣能夠把流量計的工況流量轉換為用于貿易計量交接的標準參比條件下的體積量，在超聲波流量計計量系統(tǒng)中，對于現(xiàn)場應用的溫度計和壓力測量儀表，等等，都要通過相對應的實驗和檢驗確認合格之后才能應用。同時要著重做好試運行工作，以此確保計量的精準性。然而需要注意的是，在具體的操作過程中，很可能出現(xiàn)不同程度的流量計算機的溫度或壓力示值不夠精準等相關方面的問題。通過相對應的實驗檢測和判斷能夠看到，因為壓力或溫度測量不夠精準，在不準確給標準參比條件下體積量會存在很大的誤差。

2 對超聲波流量計計量系統(tǒng)性能影響因素的控制措施

2．1 從根本上有效避免或者降低噪聲所產(chǎn)生的負面影響

首先，為了有效避免或者減少噪聲對于質量精準度的影響，在設計計量管路系統(tǒng)的過程中，就需要科學合理的評估好整個系統(tǒng)的相關元器件和阻流件的質量和性能，嚴格檢測其產(chǎn)生的噪聲，對于比較特殊的管路系統(tǒng)而言，在設計的過程中要專門定制，同生產(chǎn)廠家進行全面的溝通和交流，然后做好針對性的處理，以此才能從源頭控制噪聲。其次，在安裝超聲波流量計和調節(jié)閥的過程中，要著重做好串聯(lián)安裝，在這個過程中要針對調節(jié)閥可能出現(xiàn)的噪聲程度進行科學合理的評估，然后著重咨詢好生產(chǎn)廠家，做好處理工作。通常情況下，如果在超聲波流量計的下游安裝調節(jié)閥，可能導致很大程度的噪聲，且不夠經(jīng)濟合理，因此要盡可能在其上游安裝調節(jié)閥。最后，針對某些流量控制閥而言，很可能在其運行過程中和調節(jié)閥互相碰撞而產(chǎn)生比較大的噪聲，超過了正常的頻率范圍，這種情況就會嚴重影響計量系統(tǒng)的精準性，使整個儀器不能安全穩(wěn)定的運行。因為這樣的噪聲在傳播的過程中，既可以通過上游，也可以通過下游。

2.2 更有效的處理和降低內壁臟污堆積問題

首先，要嚴格細致的檢測天然氣的質量，進一步有效明確更切實可行的直管段和流量計的清洗周期。在清洗完計量器的內部之后，如果發(fā)現(xiàn)其中存在比較嚴重的腐蝕，要進一步著重做好重新的校對工作，以此確保計量的結果更為精準。其次，要進一步有效開發(fā)與計量現(xiàn)場相適應的監(jiān)測軟件，確保其專業(yè)化程度，在實際的應用環(huán)節(jié)可以通過此類軟件針對超聲波流量計的具體運行情況進行嚴格細致的檢測，然后利用相關檢測參數(shù)進一步有效判斷和評估計量系統(tǒng)的運行情況，或者可能存在的危險因素，然后結合具體情況做出針對性的處理。最后，如果天然氣的質量比較差，在這樣的情況下可以采用多臺超聲波流量計進行并聯(lián)檢測，以此有效實現(xiàn)并聯(lián)管路系統(tǒng)的運行，通過這種方法能夠進一步有效減少或者避免測量誤差。

2.3 著重做好溫度壓力的測量工作，確保其精準性

首先，要選擇與之相對應的測量范圍，有效規(guī)避儀器運行過程中可能出現(xiàn)的影響因素對其造成負面影響，規(guī)避儀表工作范圍處于量程的10以下。其次，計量系統(tǒng)應用之前，要在現(xiàn)場著重做好壓力和溫度測量值的檢測和核查工作。最后，在室外進行的過程中要針對變送器進行科學合理的保護，可以設置相對應的遮陽棚，以此有效規(guī)避環(huán)境溫度變化對其設計工作溫度上限造成影響，使其溫度接近，以此有效規(guī)避測量誤差出現(xiàn)。

3 結語

通過上面的分析，能夠充分認識到，當前在天然氣的使用過程中不可避免的會應用超聲波流量計等相關測量設備。在實際的應用過程中，通過相對應的調研和檢測可以看到，對其計量系統(tǒng)運行造成影響的因素包括很多方面，因此，要著重關注應用現(xiàn)場的具體情況，切實做好噪聲、污垢以及溫度和壓力等相關方面的控制工作，結合具體的運行需求，對于各類因素進行嚴格的把控，著重做好預防工作，以此確保計量系統(tǒng)能夠高質量地運行，在計量計的計量和檢測環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出更加良好的正確率和精準度，以此為儀器質量和價值的體現(xiàn)提供必要的保障。