超声波流量计：

声波：是声音传播的形式。 声波是机械波的一种，是由物体（声源）振动而产生的。 声波传播的空间称为声场。

在气体和液体介质中传播时为纵波，但在固体介质中传播时可能与横波混合。 人耳可听到的声波频率一般在20赫兹到20000赫兹之间。

超声波：指频率大于20KHz的振动。 每秒振动的次数（频率）非常高，超过了人类听觉的上限（）。 人们把这种听不见的声波称为超声波。 超声波和可听声音本质上是相同的。 它们的共同点是一种机械振动，通常以纵波的形式在弹性介质中传播。 它是能量传输的一种形式。 不同的是超声波频率高。 波长短，在一定距离内沿直线传播时具有良好的光束发射性和方向性。

流量计：指示选定时间间隔内测量的流量和/或流体总体积的仪器。 简单来说，它是一种用来测量管道或明渠中流体流量的仪器。 工程上常用的单位是m3/h。 可分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow）。 瞬时流量是单位时间。 通过封闭管道或明渠有效横截面的流体量。 流过的物质可以是气体、液体或固体； 累积流量是在一定时间内（一天、一周、一个月、一年）流经封闭管道或明渠的流体量，有效截面的累积量。 将瞬时流量与时间积分也可以得到累计流量，因此瞬时流量计和累计流量计也可以相互换算。

流量计分类：

超声波流量计分类：

根据信号检测原理，目前的超声波流量计大致可分为传播速度差法（包括：直接时间差法、时间差法、相位差法、频率差法）波束偏移法​​、多普勒法、相关法、空间法、滤波法和噪声法等类型。 其中噪声法原理和结构**简单，易于测量和携带，价格便宜但精度较低，适合在对流量测量精度要求不高的场合使用。

超声波流量计测量原理：

气体超声波流量计利用超声波脉冲在气流中传播的速度与气流速度的对应关系。 即，超声波脉冲在顺流中的传播速度比逆流中的传播速度快。 两种超声波脉冲传播的时间差较大。 流量越大，流量越大。 在实际工作过程中，上下游换能器会同时发射超声波脉冲。 显然，一种是逆流传播，一种是顺流传播。 气流的影响将导致两个脉冲以不同的传播时间到达接收换能器。 由于两个脉冲实际行进的距离相同，因此传输时间的差异直接反映了气体流量。

超声波流量计结构组成：

主要分为流量计本体、超声波换能器、Mark II电子数据处理单元三部分，如图：

流量计本体：流量计本体经过特殊加工，用于安装超声波换能器、电子数据处理单元和压力变送装置。

超声波换能器：超声波换能器是将声能转换为电信号，反过来又将电信号转换为声能的元件。

超声波安装与维护：

管道安装：

1、上下游直管段

在超声波流量计的紧上游和下游安装一定长度的直管段。 当上游条件理想时，要求上游直管段为10D，下游直管段为5D（建议上游直管段为20D，下游直管段为5D）。 双向流动时，上、下游直管段应至少为管道公称直径的10倍。

2、超声波流量计本体的安装

超声波流量计表体安装要求因制造商而异。 一般表体应水平安装。 在某些情况下，表体法兰上的定位销孔应与上、下游直管段上相应的销孔对齐。 安装时应留有足够的检查和维护空间。

3. 入侵

超声波流量计、连接法兰及相邻上下游直管段的内径应相同，其偏差应在管径的±1%以内。

4.内表面

与超声波流量计配套的直管段内壁应无锈蚀及其他机械损伤。 装配前应清除超声波流量计及其连接管内的防锈油或沙子、灰尘等附着物。 使用过程中介质循环通道也应始终保持清洁、畅通。

5. 温度计插孔

对于单向流量测量，温度计插孔应位于超声波流量计下游距法兰端面（2～5）D之间； 对于双向流量测量，温度计插孔应距超声波流量计法兰端面至少2～5D。 3D 位置。

超声波流量计投入运行：

1、流量计投入使用前，应按国家标准或规定在实际流量中进行检定或校准。

2、检查各种信号线、电源线是否连接良好。

3、先打开进口旁通阀，缓慢给管道充气，然后缓慢打开进口截止阀（至少一分钟），避免流量计压差过高或流量过大。 缓慢对管道加压，使其达到流量计的工作压力。 。 注意：剧烈的压力波动或不当的高速加压会损坏流量计。

4. 检查所有法兰连接、压力接头和温度传感器插入接头是否漏气。

5. 接线检查：对照制造商提供的系统接线图检查所有连接是否正确。

7、流量计**流速不超过30m/s。

8、流量计投入使用前需进行零流量试验。 如果现场不具备条件，应在工况下进行零流量试验（零流量试验是关闭超声波流量计上下游阀门，增加通过流量计的气体流量。为零）待管道内气体温度稳定后，读取零流量读数，每个声道的气体流量应记录至少30秒，要求零流量读数应小于12mm/s .)

防范措施：

1、定期检查信号处理单元和声通道是否有故障、零流量测量是否准确、超声波换能器表面是否有沉积物等。定期采集流量监测系统的运行数据并进行分析和分析进行比较即可判断流量计是否有故障。

2、超声波流量计运行时要注意声通道的效率。 如果未达到100%，请检查声道。

3、超声波流量计若长期不使用，应关闭其流量计算机电源。

4、超声波流量计若长时间未运行，开机前应仔细检查接线及各连接点是否漏气。

序列号

可能出现的故障

原因

排除方法

没有交通信号

接触不良

检查超声波流量计的信号线和连接器、直流电源电压、电源线和用户端接口。

其他

超声波流量计需要进一步检查。 若确认元件损坏，应更换同型号、同规格的元件，或超声波流量计厂家推荐的型号元件，更换后应进行相应的检查。

增益值/信噪比异常

肮脏的

检查超声波流量计参数后，确认超声波探头脏污，应按第3节要求进行清洗。

超声波探头不工作

压力超出范围

调整计量工作压力或更换合适的探头。

探头故障

根据需要更换同型号的新探头，将新探头的校准参数输入到相应的程序系统中，并记录新探头的序列号。 检查各通道的声速测量值，**误差不超过0.2%。 然后计算出相同条件下的理论声速，两者之间的误差应在超声波流量计说明书规定的范围内。

无温度或压力信号

接触不良

分别检查超声波流量计温度、压力测量系统接线。

温度、压力信号异常

参数设置

或零漂移

检查系统设置。

定期对温度、压力测量系统进行校准，确保温度、压力测量数据准确可靠。

电脑报警

计算机报警包括责任报警和非责任报警、冷启动和热启动报警以及低电池电压报警。 这些应根据超声波流量计的说明书进行检查。

系统报警

报警设置

确认温度、压力测量系统正常后，检查超声波流量计算机中的压力、温度范围设置是否正确。

过程报警

报警设置

过程报警主要包括流量、温度、压力、密度、热值报警。 主要原因是他们测量的值超出了预设范围。 确认压力和温度测量系统正常后，检查所有设置。

声速异常

系统错误

观察声速的大小。 通常测量的声速值应稳定在一定范围内。 如果声速突然发生变化，则意味着测量系统可能出现故障。

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流量超出范围

范围外

气体流量超出超声波流量计的测量范围，超声波流量计无法正常工作。

评论：

1、超声波流量计关键测量部件修复后，必须经检验合格后方可投入使用。

2、由于超声波流量计的自诊断技术在不断发展，实际应用中应以所用设备的使用说明书为标准。

涡轮流量计：

燃气轮机流量计是速度流量计。 具有压力损失小、精度高、初始流量低、抗振动、抗脉动干扰性能好等特点；

燃气涡轮流量计**应用于：城市管网燃气计量、工商业燃气计量、燃气调压站计量、能源管理、流量控制等场所；

燃气轮机流量计用于测量天然气、液化石油气、人工煤气等非腐蚀性气体。

燃气涡轮流量计可分为：普通涡轮流量计和智能涡轮流量计；

普通涡轮流量计是一种没有温度、压力补偿的机械涡轮流量计。 显示的流量为工况流量，贸易结算流量应为标准工况流量。 因此，普通涡轮流量计需要配备体积修正器，将工况流量转换为标准工况流量；

智能涡轮流量计是一种带温度、压力补偿的电子涡轮流量计。 电子表既显示工况流量，也显示温压补偿后的标准工况流量。

涡轮流量计结构：

A、集成整流器：用于调整流速分布，消除任何可能影响测量精度的流体扰动，对被测流体起到压缩、整流、引导作用；

B、涡轮组件：涡轮组件是涡轮流量计的核心部件。 主要包括涡轮（叶轮）、轴承、主轴、信号装置等部件。 其作用是根据气体流量（即流量）向流量传感器发送比例信号；

C、表体：表体是流量计的关键承压部件，也是流量计的外壳。 根据工作压力的不同，壳体材料可选用铸造铝合金或不锈钢（铸钢）。

D、压力传感器：采用压阻扩散硅桥作为敏感元件。 桥臂电阻在外部压力的作用下会发生预期的变化。 因此，在一定的励磁电流作用下，其两个输出端之间的电位差与外界压力成正比。 成比例的。 其作用是接收介质压力并将其传输至体积校正器；

E、流量传感器：流量传感器接收与涡轮转速成比例的流量信号，并将流量信号发送至体积校正器；

F、温度传感器：采用PT100铂电阻作为温度敏感元件。 在一定的温度范围内，其电阻值与温度相对应。 其作用是接收温度信号并发送给体积校正器；

G、注油装置：注油装置的作用是定期对涡轮总成的轴承进行润滑，以保证轴承良好的性能和使用寿命；

H、体积校正仪：体积校正仪由流量检测数字通道、微处理单元、液晶驱动电路及其他辅助电路组成，并配有外部信号接口。 其主要功能是根据检测到的流量信号、压力信号和温度信号计算通过微处理单元的标准流量。

涡轮流量计工作原理：

当流体流入流量计时，在进气口特制集成整流器的作用下，被整流、加速。 由于涡轮叶片与流体的流动方向成一定角度，因此涡轮产生旋转扭矩。 克服摩擦力矩和流体阻力矩后，涡轮开始旋转。 在一定流量范围内，涡轮旋转的角速度与流体体积流量成正比。 根据电磁感应原理，利用磁传感器从同轴旋转的信号轮感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号。 信号经过放大、滤波、整形后，进入流量积算仪的微处理单元进行计算和处理。 ，并在液晶屏上直接显示体积流量和气体总量。

选择流量计时，首先要根据理想气体状态方程将标准流量换算成工作流量，然后根据流量计的流量范围选择合适的管径。

根据克拉佩龙方程：PV/T = ZnR（Z为压缩系数）

例：已知某供气管道实际工作压力为（1～1.5）MPa，介质温度为（-10～+40）℃，供气量为（4000～9500）Nm3/ H。 当地大气压为101.3kPa，需要选择合适的流量计口径。

分析：由于流量计技术参数表中给出的流量范围是实际工况下的流量范围，即工况流量。 因此，需要将标准流量换算成工作流量，然后根据计算结果选择合适的流量计管径。

计算：根据式（1）可以看出，当介质压力**时，温度**（估算中可能不考虑天然气压缩系数的影响），供气峰值处于**体积流量时，有：

同理，当介质压力**、温度**、且处于**送风谷时，其体积流量**小，故有：

即工况下介质的流量范围为（227.2~933.7）m3/h。

涡轮流量计安装要求：

安装流量计时，严禁直接在进出口法兰上进行焊接，以免烧坏流量计内部零件；

新安装或维修后的管道必须进行吹扫，清除管道内的杂物后才能安装流量计；

流量计应安装在易于维护、无强电磁场干扰、机械振动和热辐射的地方；

流量计不宜用于经常断流和脉动流量或压力脉动较强的场合；

流量计应保证与管道同轴，并防止垫片伸入管道内，否则会扰乱流动剖面；

流量计流体的流向应与外壳上标注的方向一致。 流量计上下游管道应有2DN、1DN直管段；

使用外部电源时，流量计必须可靠接地，但不得与强电系统共用地线； 管道安装或维护时，焊接系统的地线不得与流量计重叠。

由于流量计需要维护和校准，因此应安装旁通管道，以保证正常供气。 正常使用时必须关闭旁通管阀门；

管道施工时，建议考虑安装伸缩管或波纹管，避免流量计剧烈拉伸导致破损；

流量计安装在室外时，上部应有遮盖，防止雨水渗透和烈日曝晒，影响流量计的使用寿命；

安装流量计时，建议在流量计前面安装配套的过滤器（过滤精度建议≤20μm）。

流量计投入运行时，应缓慢打开流量计上游阀门（不少于15秒），然后缓慢打开流量计下游阀门，以免瞬时气流过大，损坏流量计。涡轮;

当流量计需要远距离信号传输时，应严格按照3.5电气性能指标的要求连接外部电源（+12~+24VDC）。 严禁在信号输出处直接连接（或）电源；

使用过程中，用户不得改变防爆系统的连接方式，随意改变引线接口；

使用流量计时（或管道安装后进行密封压力试验），应注意流量计压力传感器能承受的**压力，并应在低于该压力的情况下进行压力试验。

涡轮流量计日常检查应检查哪些内容：

1、看显示：观察总量、瞬时量、温度、压力、电池电量是否正常。 如有异常情况，及时报告，以便处理。

2、听流量计的运转声音。 （方法）流量计正常运行时应无噪声。 如果有较大的异常声音，可以判断机芯轴承损坏（例如）。 需及时报告、处理。

3、数据比较。 如果统计前3-5天输出量没有大的变化，则流量计运行正常。 如果连续出现明显下降，说明流量计涡轮和过滤器出现问题，需要及时报告处理 4、给流量计加注润滑油

1）仪器加油是仪器日常维护的重要组成部分。 润滑油主要用于仪表轴承； 润滑油可以保护仪器轴承，减少摩擦，减少磨损，延长仪器的运行周期；

2）定期添加润滑油可以有效降低仪器维修率，降低维护成本；

3）保证仪器的测量精度。

如何加油？

1）加油周期：

a) 根据制造商的说明给仪器加油； （10-15次，这在仪器当前的运行环境下很难做到）。

b) 主要根据实际工作环境对仪器进行加油； 一般1至3个月一次；

c) 根据仪器型号和供气量不定期加油； 听仪器运转声音即可加油。

2）加油方法：

a) 涡轮流量计；

停气并补充或流量低时补充； 根据流量计型号补充。 DN50型加油杯加注至⅓； DN80-100填充⅔； DN150及以上可灌装满杯。

3）过滤器的定期排放

a) 也就是说，流量计和过滤器是不可分割的一套设备。 它过滤杂质，保证仪器在洁净的环境下运行，延长仪器的使用寿命。 通过污水排放，可以及时了解流量计的运行环境，为流量计维护提供数据。

b) 周期：根据实际情况，每1-3个月排放一次污水。

仪器维护及配件更换——以更换轴承为例：

1、拆下仪表支架，拆下流量和温度接线，拔掉插头；

2、拆下油管接头，从油针压帽中取出油针；

3、拆掉进口扰流板；

4、拆下出口整流器压环

5、拆卸流量和温度传感器

6.从插座中取出整流器和机芯

7、取出机芯油针，拆下叶轮，拆下后盖螺栓，取出机芯。

8、清洗上述配件并更换新轴承。 清洁油泵。 按照步骤重新安装。