超声波流量计计量系统性能的主要影响因素

张 伟 修 蕾 赵洪涛 李云龙 王世新

（丹东东方测控技术股份有限公司，辽宁 丹东118000）

0 引言

随着科技技术的迅猛发展，多种类型的流量计应运而生，其中超声波流量计是比较新型的计量和检测仪器，在针对天然气进行检测的过程中，能够发挥十分显著的优势。在超声波的流量计计量过程中，因为运行过程中涉及特别多的影响因素，因此严重影响其性能的发挥。所以，要高度关注相关内容，着重做好相关影响因素的制约和控制工作，这样才能使其计量质量和效果更为精准，进而发挥其应有的效能。

1 超声波流量计计量系统性能的主要影响因素

通过相对应的调研和实践论证，能够充分看出，在超声波流量计计量系统运行过程中，对其性能和质量造成影响的因素涉及很多方面，例如，噪声、脏污等一系列相关方面，此类因素会严重影响计量的精准性和正确率，对其正常的生产运行造成严重阻碍。

1.1 噪声影响因素

超声波流量计计量系统中，所涉及的管路系统较多，例如，阀门、整流器，以及其他各类阻流管件等，这些管路系统在运行中会产生一定强度的噪音，由于系统运行环境复杂，常伴有其他设备组件发出的噪声，故很难对现场噪声进行准确的判断，基于此类问题的出现，会对计量效率和质量产生较大影响。从噪声源层面来讲，主要包含高速流过管道的气流、突入的探头及整流器、流量调节阀等。通过对流量计运行原理分析可知，当超声波流量计额定与工作频率保持在一致范围内时，就会对超声波脉冲探测质量及传输精准性产生严重影响，致使体积流量测量工作无法正常进行，甚至会产生较大误差。由于超声波流量计会对降压元件运行过程中所出现的噪声特别敏感，一些低噪声阀门会对超声波流量计产生更严重的影响，限制其性能的正常发挥。在降噪处理实践之中，一般是通过相关技术的运用，将噪声控制在人耳可接受的范围内，但是这个范围在超声波流量计计上显示出的声谱范围不同，存在较大的差异性，因而使计量效果受到深远影响。

1.2 脏污堆积因素

在超声波流量计量系统的运行过程中，因为现场有很多的含水、硫化铁粉末或其他脏污的天然气，这些物质会流过超声波流量计，在这样的情况下就会导致脏污逐渐堆积在流量计表体管道内部或者在超声波的探头上附着，在这样的情况下，对超声波的计量精准度和正确率都会造成严重的影响。具体来说，其影响主要体现在以下几个方面。首先，会导致流量计内部的有效内径被严重的减少，出现比较严重的堵塞情况，然后进一步增高流量计的具体读数。其次，脏污在超声波探头表面长时间的堆积，会导致传输时间出现比较明显的缩短，使流量计读数偏高。同时如果流量计的内部被严重地腐蚀，在对其进行清理之后，就会在很大程度上增加流量计的内径。最后，表体内壁及上游直管段的表面粗糙度出现比较明显的变化，在这种情况下也会导致流速分布出现比较明显的变化，进而对流量计的精准性和稳定性都会造成很大影响。

1.3 温度、压力测量的准确度也是十分重要的因素

超声波流量计计量系统所涉及的组成部分主要包括流量计、压力变送器、温度变送器（或温度铂电阻）、流量计算机及在线组分分析仪等，通过输入组分及压力、温度，流量计算机等内容，这样能够把流量计的工况流量转换为用于贸易计量交接的标准参比条件下的体积量，在超声波流量计计量系统中，对于现场应用的温度计和压力测量仪表，等等，都要通过相对应的实验和检验确认合格之后才能应用。同时要着重做好试运行工作，以此确保计量的精准性。然而需要注意的是，在具体的操作过程中，很可能出现不同程度的流量计算机的温度或压力示值不够精准等相关方面的问题。通过相对应的实验检测和判断能够看到，因为压力或温度测量不够精准，在不准确给标准参比条件下体积量会存在很大的误差。

2 对超声波流量计计量系统性能影响因素的控制措施

2．1 从根本上有效避免或者降低噪声所产生的负面影响

首先，为了有效避免或者减少噪声对于质量精准度的影响，在设计计量管路系统的过程中，就需要科学合理的评估好整个系统的相关元器件和阻流件的质量和性能，严格检测其产生的噪声，对于比较特殊的管路系统而言，在设计的过程中要专门定制，同生产厂家进行全面的沟通和交流，然后做好针对性的处理，以此才能从源头控制噪声。其次，在安装超声波流量计和调节阀的过程中，要着重做好串联安装，在这个过程中要针对调节阀可能出现的噪声程度进行科学合理的评估，然后着重咨询好生产厂家，做好处理工作。通常情况下，如果在超声波流量计的下游安装调节阀，可能导致很大程度的噪声，且不够经济合理，因此要尽可能在其上游安装调节阀。最后，针对某些流量控制阀而言，很可能在其运行过程中和调节阀互相碰撞而产生比较大的噪声，超过了正常的频率范围，这种情况就会严重影响计量系统的精准性，使整个仪器不能安全稳定的运行。因为这样的噪声在传播的过程中，既可以通过上游，也可以通过下游。

2.2 更有效的处理和降低内壁脏污堆积问题

首先，要严格细致的检测天然气的质量，进一步有效明确更切实可行的直管段和流量计的清洗周期。在清洗完计量器的内部之后，如果发现其中存在比较严重的腐蚀，要进一步着重做好重新的校对工作，以此确保计量的结果更为精准。其次，要进一步有效开发与计量现场相适应的监测软件，确保其专业化程度，在实际的应用环节可以通过此类软件针对超声波流量计的具体运行情况进行严格细致的检测，然后利用相关检测参数进一步有效判断和评估计量系统的运行情况，或者可能存在的危险因素，然后结合具体情况做出针对性的处理。最后，如果天然气的质量比较差，在这样的情况下可以采用多台超声波流量计进行并联检测，以此有效实现并联管路系统的运行，通过这种方法能够进一步有效减少或者避免测量误差。

2.3 着重做好温度压力的测量工作，确保其精准性

首先，要选择与之相对应的测量范围，有效规避仪器运行过程中可能出现的影响因素对其造成负面影响，规避仪表工作范围处于量程的10以下。其次，计量系统应用之前，要在现场着重做好压力和温度测量值的检测和核查工作。最后，在室外进行的过程中要针对变送器进行科学合理的保护，可以设置相对应的遮阳棚，以此有效规避环境温度变化对其设计工作温度上限造成影响，使其温度接近，以此有效规避测量误差出现。

3 结语

通过上面的分析，能够充分认识到，当前在天然气的使用过程中不可避免的会应用超声波流量计等相关测量设备。在实际的应用过程中，通过相对应的调研和检测可以看到，对其计量系统运行造成影响的因素包括很多方面，因此，要着重关注应用现场的具体情况，切实做好噪声、污垢以及温度和压力等相关方面的控制工作，结合具体的运行需求，对于各类因素进行严格的把控，着重做好预防工作，以此确保计量系统能够高质量地运行，在计量计的计量和检测环节呈现出更加良好的正确率和精准度，以此为仪器质量和价值的体现提供必要的保障。