卜庆超

（国家管网集团 天津天然气管道有限责任公司，天津 300457）

目前中国正处于能源大发展时期，天然气需求逐年增加，加快建设清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系是国家实施能源战略，打赢能源攻坚战的必由之路。随着国内天然气市场的快速发展，天然气交易额稳步提升，对天然气贸易交接精度要求越来越高，因此如何保证计量精度，实现准确计量成为天然气贸易交接中的关键因素[1]。

超声波流量计相比于其他流量计具有无节流件、高精度、压损小、耐腐蚀等特点，广泛应用于国内长输管道天然气计量系统。

1 超声波流量计工作原理

声波作为一种机械辐射能，是以实际物质为载体的纵向压力波，当物质在大气中发生振动时便产生声波。声速的定义为声波在介质中的传播速度，受介质的弹性与密度的影响[2]。超声波流量计通过超声换能器（又称“探头”）产生超声波，由一个探头发射另一个接收，在流动介质中声波由上游向下游的传输时间小于声波由下游向上游的传输时间，这两个时间之差与气体的流速存在对应关系，通过这种时间差法可以得到介质中的声速与介质流速[3]。

1.1 流速计算

天然气长输管道中，超声波流量计工作截面如图1所示。气体流动方向从左至右，故称A端为上游，B端为下游。

图1 超声波流量计工作截面图Fig.1 Working section of ultrasonic flowmeter

由于A与B的距离确定，且A端处于气流上游，B端处于气流下游，因而超声波在气流的作用下从A至B的传播时间小于从B至A的传播时间[4]。……