吴锦洲

摘 要：超声波气体流量计是一种速度式流量计，由于其性能的优异性，在各个领域得到广泛应用。因此，在文章中，对超声波气体流量计的工作原理、超声波气体流量计在天然气管中的应用进行探讨，分析应用过程中需要注意的问题，以保证获得更多经验。

关键词：天然气 超声波 气体 流量计

中图分类号：TE8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0030-02

超声波气体流量计的应用得以迅速发展，其自身性能得以验证。根据检测方式，超声波气体流量计可以分为时间差法、和频差法等不同方式，尤其是时差式气体超声波流量计的应用。

1 时差式气体超声波流量计原理

气体超声波流量计采用时差式测量原理（见图1）。一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个探头接收到，同时，第二个探头同样发射信号被第一个探头接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差Δt，根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系，进而可以得到流量值Q。

2 影响超声波流量计计量准确度的因素

2.1 噪声对准确度的影响

根据对超声波气体流量计对天然气流量的相关规定，当被测介质中存在一些噪音，会影响超声波气体流量计的准确性。噪声的产生主要有流过管道的高速气流、整流器、环境噪声、气流经过阀门等产生的噪声，所以，要利用超声波气体流量计对上游阀门的节流进行控制，随着流量的增加，节流的声音也不断增大，因此，超声波气体流量计的使用，需要对噪声进行思考。当上游阀门节流的时候，超声波气体流量计的信噪比较低，导致其原因的产生，主要是在超声波气体流量计上游阀门节流的时候，会产生一种高频超声波。当这种声波的频率与超声波气体流量计的工作频率相近，降低超声波气体流量计的信噪比的时候，将影响超声波气体流量计的测量精确度。

2.2 温度、压力测量准确度的影响

超声波流量计计量系统一般由流量计、压力变送器、温度变送器、流量计算机及在线组分析仪组成，通过输入压力、温度，流量计算机系统可直接将流量计的工况流量转换为用于贸易计量的标准参比条件下的体积量，其计算公式为：

2.3 流态对流量计的影响

流速沿轴线均匀分布的流态能提高测量的准确性，管路中的阀门、空间弯头等，也会影响天然气的速度分布，给测量的准确性带来较大差异，所以在流量计上下游安装足够长直管段，促进天然气态的对称性和速度的有效分布。如：超声波气体流量计的声道分布，是基于管道横截面，将其分为四个声道。其中的气体超声波流量计，能够对各个声道的流速进行测量，维护管道中的气体流速。

3 天然气管中超声波气体流量计的应用期间的注意要点

超声波气体流量计对天然气流量进行测量，能够促进其优点的合理实现，所以，在使用期间，要注意到一些问题。

3.1 选型工作的执行

对于超声波气体流量计产品种类很多，主要选择管道口径、流量范围，以免产生一些故障。在对超声波气体流量计进行选择期间，还要对声波干扰源进行分析，尤是是其中的高速度、大差压设备等，减少声波影响区域，保证能够降低噪声[4]。

3.2 安装工作的有效性

超声波气体流量计的上游直管段、下游直管段都需要满足一定要求。一般在上游直管段，超声波气体流量计最少维持在10D，下游的直管段最少为5D。对超声波气体流量计进行实际安装过程中，要进行水平安装。并且，在一些含有天然气液比较多的地区，超声波气体流量计的安装需要比上下游管道低。针对存在的固体粉尘天然气，需要在超声波气体流量计上游安装中，为其增加过滤器，以免换能器的表面存在大量堆积物[5]。

3.3 维护工作的定期执行

在使用超声波气体流量计期间，实现的维护工作还比较少，无法保证使用的合理性。主要是由于气质条件的影响，计量场合比较差。所以，要对超声波气体流量计的换能器进行清理，对其存在的杂质、水垢等进行检查，以免附着在换能器的表面上。还需要对超声波气体流量计的各个部件进行检查，分析是否存有泄露现象，研究整个线路的连接是否合理，保证零流量测量的准确性。

3.4 诊断测试工作的及时性

超声波气体流量计在使用期间，当产生流量突变情况的时候，可以利用串联运行方式，在其中对其比较与校核，分析超声波气体流量计故障产生后，天然气流量是否产生变化。如果在期间没有与其他流量进行对比，可以利用相关的诊断软件，分析换能器的工作参数，检查其存在的参数值是否正确。针对一些使用数量比较多的地区，还需要对比较便捷的外夹式超声波气体流量计进行分析，并保证其在随时固定安装期间，对其进行一定校核[6]。

4 结语

基于以上的相关研究和阐述，超声波气体流量计的性能更为优异，得以广泛使用。随着现代科学技术水平的不断提升，只有充分掌握超声波气体流量计的工作原理和应用方式，给予整体了解，这样才能在天然气管流量测量工作中得以服务。

参考文献

[1] 宫川宝.水对超声波气体流量计的影响分析[J].油气田地面工程，2010，29（4）：63-64.

[2] 陈秀秀.天然气管输中超声波气体流量计的应用研究[J].化工管理，2016（14）：137.

[3] 张金香，梁浩，陈岑等.气体超声波流量计在天然气计量中的应用分析[J].中国化工贸易，2015，7（27）：149.

[4] 丁晓锋.气体超声波流量计在天然气测量中的应用[J].石油化工自動化，2014，50（3）：46-48.

[5] 喻勇，石晓栊，冯玉，等.浅谈气体超声波流量计换能器性能下降对天然气计量的影响[J].价值工程，2015（21）： 115-117.

[6] 王存伟.气体超声流量计在天然气流量计量中的应用分析[J].石油化工自动化，2015，51（6）：69-72.