超声气体流量计

发展

　　流量测量的主要任务有两类：一是为流体物资贸易核算储运管理和污水废气排放控制的总量计量，二是为流程工业提高产品的质量和生产效率，降低成本以及环境保护等进行必要的流量检测和控制。随着社会迅速发展，在流程工业中检测和控制温度、流量、压力、物位和成分分析等参数仪表中，气体流量仪表占很大的比。

　　重近年来，随着西气东输管道工程全面启动，在天然气生产、输送、交易、分配和使用过程中，由于供需双方经济利益或用户为谋取使用效果，尤其是对于大口径气体流量测量提出了新要求。为了适应气体流量测量不断提高的标准，将超声波技术应用到气体流量的检测中一种新型流量计……超声波气体流量计应运而生。

　　20世纪70年代中期欧、美、已先后研制成功超声气体流量计，但并不成熟。至90年代中后期则出现较完善和成熟的产品。由于使用了高新技术，流量计已能测量微小时差，分辨率已达1mm/s，已能测量小流量，以及双向气体流量。在工程应用和国际天然气贸易中，大有取代传统仪表的趋势。在巨大商机驱使下，各国生产厂商纷纷投入巨资争先开发超声气体流量计。我国天然气“西气东输”工程，就采用了超声气体流量计进行计量。

构成原理

　　超声气体流量计由流量换能器和控制器组成，标准管段式超声气体流量计通常还有一副带球阀的套筒，供换能器安装和检修。高精确度的气体流量计所采用的声道布置通常采用平行对称布置和交叉反射布置。要考虑自动消除气涡流的影响问题。

　　换能器的安装均采用插入式，工作频率一般选择在60~120kHz之间。用于可燃气体应考虑防爆。

　　控制器工作原理方柜图，如图6.20所示。换能器交替发射和接收声脉冲，一般每秒20~60次，信号经放大、运算、补偿后，输出数字和模拟信号。

技术参数

优点

　　1.准确度高、重复性好、抗干扰能力较强。

　　2.可精确测量脉动流。

　　3.双向流量计量。

　　4.量程比宽。

　　5.无可动部件，无压力损失，维护量小。

　　6.换能器更换可在带压条件下进行。

　　7.在使用现场可以干法校验。

应用

　　超声气体流量计按实际用途基本上分为两类：一类用于气体流量测量；另一类用做气体流量标定装置或贸易计量。前者通常在使用的现场，将输气管打孔进行安装；后者均为标准管段式。具体用途：气体贸易交接计量；校验一般气体流量计的标准表。

　　超声气体流量计所测气体基本上是天然气、空气两种。天然气是一种混合气体，主要成分是甲烷（占95%以上）、乙烷、丙烷、N2、CO2等气体。15℃时声速在420m/s左右。其声速与组分、压力、密度、温度有关，所以要考虑不同组分的压缩系数和温度压力修正。

　　超声气体流量计安装位置要有足够直管段才能保证测量的准确度。管道内的颗粒物和液滴若附着在换能器辐射面上，将会影响声脉冲的传播，甚至使流量计不能工作。