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超声波流量计：

声波：是声音的传播形式。声波是一种机械波，由物体（声源）振动产生，声波传播的空间就称为声场。

在气体和液体介质中传播时是一种纵波，但在固体介质中传播时可能混有横波。人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。

超声波：是指振动频率大于20KHz以上的，其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。

流量计：指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表，工程上常用单位m³/h，它可分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow），瞬时流量即单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量，流过的物质可以是气体、液体、固体；累计流量即为在某一段时间间隔内（一天、一周、一月、一年）流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量。通过瞬时流量对时间积分亦可求得累计流量，所以瞬时流量计和累计流量计之间也是可以相互转化的。

流量计分类：

超声波流量计分类：

根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。

超声波流量计测量原理：

气体超声波流量计是利用超声脉冲在气流中传播的速度与气流的速度有对应的关系，即顺流时的超声脉冲传播速度比逆流时传播的速度要快，这两种超声脉冲传播的时间差越大，则流量也越大的原理。在实际工作过程中，处在上下游的换能器将同时发射超声波脉冲，显然一个是逆流传播，一个是顺流传播。气流的作用将使两束脉冲以不同的传播时间到达接收换能器。由于两束脉冲传播的实际路程相同，传输时间的不同直接反映了气体流速的大小。

超声波流量计结构及组成：

主要分为三部分：流量计本体、超声换能器、Mark II电子数据处理单元，如图所示：

流量计本体：流量计本体是经特殊加工，用于安装超声换能器、MarkII电子数据处理单元及压力变送的装置。

超声换能器：超声换能器是把声能转换成电信号和反过来把电信号转换成声能的元件。

超声波安装与维护：

管路安装：

1、上、下游直管段

紧邻超声流量计的上、下游安装一定长度的直管段。上游条件较为理想时，要求上游直管段为10D，下游直管段为5D（推荐上游直管段为20D，下游直管段为5D）。双向流动时，上、下游直管段均应至少10倍管道公称直径。

2、超声流量计表体安装

超声流量计表体安装各厂家要求各不相同，一般应保证表体水平安装，有的还应将表体法兰上定位销孔与上、下游直管段相应销孔对齐。安装时应留有足够的检修空间。

3、突入物

超声流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、下游直管段应具有相同的内径，其偏差应在管径的±1％以内。

4、内表面

与超声流量计匹配的直管段，其内壁应无锈蚀及其它机械损伤，在组装之前，应除去超声流量计及其连接管内的防锈油或沙石灰尘等附属物。使用中也应随时保持介质流通通道的干净、光滑。

5、温度计插孔

对单向流测量，应将温度计插孔设在超声流量计下游距法兰端面（2～5）D之间；对双向流进行测量，温度计插孔应设在距超声流量计法兰端面至少3D的位置。

超声波流量计的投运：

1.流量计投用以前应该按国家标准或规程进行检定或实流校准。

2.检查各种信号线，电源线连接完好。

3.先打开进口旁通阀，给管道缓慢充气，然后缓慢打开进口截止阀（至少持续一分钟），避免流量计过高压差或过高流速，给管道缓慢加压，达到流量计的运行压力。注意：压力剧烈震荡或不当的高速加压会损坏流量计。

4.检查所有的法兰连接处和引压接头及温度传感器的插入接头处是否有气体泄漏。

5.接线检查：对照厂家提供的系统接线图，检查所有接线无误。

7.流量计高流速不超过30m/s。

8.流量计在启用前要求进行零流量测试，现场不具备条件应进行工况条件下的零流量测试（零流量测试就是关闭超声流量计的上、下游阀门，使流过流量计的气体流速为零，等管道内气体温度稳定后，读取零流速读数，每个声道的气体流速至少记录30s，要求零流速读数应小于12mm/s。）

注意事项：

1、应定期检查信号处理单元、声道有无故障、零流量测量是否准确、超声换能器表面是否有沉积物等。定期收集流量监测系统的运行数据，并分析比较，以确定流量计是否存在故障。

2、超声波流量计运行时注意声道的效率，如果没有达到100%，请检查声道。

3、长时间不使用超声波流量计应关闭其流量计算机电源。

4、如果超声波流量计长时没有运行，启动前应仔细检查接线和各连接点有无漏气现象。

涡轮流量计：

气体涡轮流量计是一 种速度式流量计。它具有压损小、精度高、始动流量低、抗振和抗脉动干扰性能好等特点；

气体涡轮流量计广泛应用于：城市管网燃气的计量、工商业燃气的计量、燃气调压站的计量、能源管理、流量控制等场所；

气体涡轮流量计应用于天然气、液化石油、人工煤气等无腐蚀性气体的计量。

气体涡轮流量计可分为：普通型涡轮流量计、智能型涡轮流量计；

普通型涡轮流量计为机械式涡轮流量计，不带温度与压力的补偿，所显示的流量为工况流量，而贸易结算的流量应为标况流量。因此，普通型涡轮流量计需加装体积修正仪来实现工况流量与标况流量的换算；

智能型涡轮流量计为电子式涡轮流量计，带温度与压力的补偿，电子表头上既显示工况流量，又显示经温压补偿后的标况流量。

涡轮流量计结构：

A、一体化整流器：用于调整流速分布，消除任何可能影响计量精度的流体扰动，对被测流体起压缩、整流、导向作用；

B、涡轮组件：涡轮组件是涡轮流量计的核心组件，它主要包括涡轮（叶轮）、轴承、主轴、发讯装置等部件。它的作用是根据气体流速的大小（即流量的大小）发出成正比的信号给流量传感器；

C、表体：表体是流量计的关键承压部件，也是流量计的外壳。根据不同的工作压力，壳体材料可采用铸铝合金或不锈钢（铸钢）。

D、压力传感器：以压阻式扩散硅桥路为敏感元件,其桥臂电阻在外界压力作用下会发生预期变化,因此在一定激励电流作用下,其两个输出端的电位差与外界压力成正比。它的作用是接收介质压力并传送给体积修正仪；

E、流量传感器：流量传感器根据涡轮转速的大小接收成正比的流量信号，并把流量信号发送给体积修正仪；

F、温度传感器：以PT100铂电阻为温度敏感元件,在一定温度范围内,其电阻值与温度成对应关系。它的作用是接收温度信号并发送给体积修正仪；

G、加油装置：加油装置的作用是定期对涡轮组件的轴承进行润滑，以保证轴承的良好性能与使用寿命；

H、体积修正仪：体积修正仪由流量检测数字通道以及微处理单元、液晶驱动电路和其它辅助电路组成，并配有外输信号接口。它的主要作用是将检测到的流量信号、压力信号、温度信号通过微处理单元计算得出标况流量。

涡轮流量计工作原理：

当流体流入流量计时，在进气口专用一体化整流器的作用下得到整流并加速，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在克服摩擦力矩和流体阻力矩后，涡轮开始旋转。在一定的流量范围内，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，利用磁敏传感器从同轴转动的信号轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，该信号经放大、滤波、整形后进入流量积算仪的微处理单元进行运算处理，并把气体的体积流量和总量直接显示于LCD屏上。

流量计选型时，首先要按照理想气体状态方程把标况流量转化成工况流量，再对照流量计的流量范围选择合适的口径。

根据克拉伯龙方程：PV/T = ZnR（Z为压缩系数）

例：已知某一供气管线的实际工作压力为（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，要求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为实际工作状态下的流量范围，即工况流量。因此需将标况流量换算成工况流量，再根据计算结果选择合适的流量计口径。

计算：根据公式（1）可知：当介质压力低、温度高（估算可不考虑天然气压缩因子的影响），并处于供气高峰时具有大的体积流量，所以有：

同理，当介质压力高、温度低时，并处于供气低谷时具有小体积流量，所以有：

即工作状态下介质的流量范围为（227.2～933.7）m³/h。

涡轮流量计安装要求：

流量计安装时，严禁在其进出口法兰处直接进行电焊，以免烧坏流量计内部零件；

对于新安装或检修后的管道务必进行吹扫，去除管道中的杂物后方能安装流量计；

流量计应安装在便于维修、无强电磁场干扰、无机械振动以及热辐射影响的场所；

流量计不宜用在流量频繁中断和有强烈脉动流或压力脉动的场合；

流量计应确保与管道同轴，并防止垫片突入管道内，否则会扰乱流动剖面；

流量计流体流动方向应与壳体上标识的方向一致，在流量计的上、下游管道应保证有2DN和1DN的直管段；

采用外电源时，流量计必须有可靠接地，但不得与强电系统共用地线；在管道安装或检修时，不得把电焊系统的地线与流量计搭接。

由于流量计需维修与标定，故为了保证正常供气，宜设置旁通管路。在正常使用时必须关闭旁通管道阀门；

在管道施工时，宜考虑安装伸缩管或波纹管，以免对流量计造成严重的拉伸导致断裂；

流量计室外安装时，上部应有遮盖物，以防雨水浸入和烈日曝晒影响流量计使用寿命；

流量计安装时，宜在流量计前加装配套过滤器（过滤精度建议≤20μm）。

流量计投入运行时，应先缓慢开启流量计上游阀门（不少于15秒），然后再缓慢开启流量计下游阀门，以免瞬间气流过急而冲坏涡轮；

当流量计需要有信号远传时，应严格按3.5电气性能指标要求接入外电源（+12～+24VDC），严禁在信号输出处直接接入220VAC（或380VAC）电源；

使用过程中，用户不得自行更改防爆系统的连接方式和任意改动各引线接口；

流量计使用（或管道安装完毕进行密封试压）时，应注意流量计压力传感器所能承受的大压力，应在该压力以下进行试压。

对于涡轮流量计日常应巡查的内容：

1、看显示屏：观察总量、瞬时、温度、压力、电池电量是否正常。如异常及时上报处理。

2.听流量计运行声音，（方法）流量计正常运行时应无杂音，如有较大异响，则可判断为机芯轴承损坏（举例）。需及时上报处理。

3.数据对比，统计前3-5天的输出量如无较大变化则流量计运行正常，如逐次有明显的递减现象则说明流量计涡轮、过滤器存在问题。需及时上报处理4.流量计加注润滑油

1）仪表加油是仪表日常维护工作中一个重要环节，加注润滑油主要针对仪表轴承；润滑油可以起到保护仪表轴承，降低摩擦力，降低磨损，延长仪表运行周期的作用；

2）定期加注润滑油可以有效降低仪表维修率，降低维修成本；

3）保证仪表的计量准确度。

如何加油？

1）加油周期：

a）根据厂家说明书进行仪表加油；（10-15次，以目前仪表运行环境来看很难做到）。

b）主要根据实际工作环境给仪表加油；一般1到3个月一次；

c）根据仪表型号、输气量进行不定时加油；听仪表运行声音加油。

2）加油方法：

a）涡轮流量计；

停气加注或在流量低峰时加注；根据流量计型号加注。DN50型加油杯的⅓；DN80—100加注⅔；DN150以上加注满杯即可。

3）过滤器定期排污

a）意义，流量计与过滤器是一套密不可分的设备。它起到过滤杂质，保证仪表在洁净的环境下运行，起到延长使用周期，延长仪表运行寿命的作用。通过排污可及时了解流量计的运行环境，为流量计保养提供数据。

b）周期，根据实际情况1-3个月排污一次。

仪表保养及配件更换--以更换轴承为例：

1、拆表头支撑、拆流量、温度接线，拔插头；

2、拆导油管接头，油针压帽取出油针；

3、拆进口扰流器；

4、拆出口整流器压环

5、拆流量、温度传感器

6、从出口取出整流器、机芯

7、取出机芯油针、拆叶轮、拆后盖螺栓取出机芯

8、将上述配件清洗干净，更换新轴承。清洗油泵。按步骤进行回装。