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影響氣體超聲波流量計測量的因素有哪些
2011-11-10 14:03:00

      氣體超聲波流量計測量原理簡單,但測量理論並不簡單,它是與現代電子積分和計算技術相結合的高科技AG亚游官网产品。
    氣體超聲波流量計價格昂貴,且大部分為進口的流量計,本文就氣體超聲波流量計在使用過程中,會影響氣體超聲波流量計測量的因素進行分析。
    一、安裝環境
    1、環境溫度
    高寒、高熱環境既有可能縮短儀表的使用壽命,更有可能損害儀表的測量性能,因此,任何測量儀表都會對外界環境溫度的適應能力做出自身的具體規定。根據AGA.NO.9號報告的要求及現有材料、設備的加T製造水平,本標準對氣體超聲波流量計提出了-25~55℃的使用環境溫度要求。
    另外,在某些特殊情況下(比如,被測介質與外界環境之間的溫差較大並且測試流量較低),為預防外界環境溫度對測量結果造成的附加影響,建議對儀表及其上下遊的測量管加裝遮雨防曬設施或者采取必要的隔熱保溫措施。
    2、振動
    氣體超聲波流量計雖然在出廠前都經過了嚴格的機械振動試驗,但是作為一種精密的測量儀表,如果長期在靠近振動源或具有振動的環境中使用,其測量性能及壽命都有可能受到嚴重的影響。因此,唯一的方法就是遠離或消除振動。
    3、電氣噪聲
    氣體超聲波流量計作為一種以微電技術為基礎的高精度測量設備,雖然其本身具有一定的抗外界電磁和電子幹擾的能力,但是安裝現場往往複雜多變,如果不對使用環境中的“電氣噪聲”提出要求,那麽在設計和安裝時就有可能由於疏忽將其置於電磁場合電子幹擾環境之中,比如變壓器或固定的無線通訊場所附近,儀表測量的準確性及工作的可靠性就因此可能受到影響。
    二、管道配置
    1、對雙向流測量場合的管道配置
    所謂“雙向流測量”就是指使用同一套流量計實現被測介質正輸和反輸時的流量測量。也就是說,這個時期正輸時的儀表上遊就是下個時期返輸時的儀表下遊。地下儲氣庫或者目前大中型城市通常用作調峰手段的儲氣罐就需要這種具有雙向測量功能的計量儀表。這正是超聲波流量計獨到的特點。因此,當超聲波流量計應用於雙向流測量場合就必須將其“下遊”按“上遊”的要求進行同等對待,這也是實現超聲波流量計雙向、等精度測量的重要前提。
    2、直管段長度要求
    在天然氣流量測量過程中,流量計上下遊阻力件的存在就必然要破壞被測介質的流動狀態.相應地就會增大流量測量的誤差或不確定度,其大小將取決於速度分布畸變的嚴重程度、變化形式以及流量計本身對這種畸變的補償能力。
    為了降低不良流態對測量結果的影響,在流量計上下遊安裝一定長度的直管段就是一種常見的基本手段。從準確計量的角度來看,上下遊直管段長度越長改善流量計測量性能的效果就越明顯。但是,測量現場往往由於受場地、材料供應以及建設施工成本等諸多客觀因素的限製,又期望該長度越短越好。
    為了體現標準應具有可操作性這一特點,根據上述標準或報告的建議,同時也結合國內生產現場的實際情況,另外也參考了部分超聲波流量計生產廠商的意見,在本標準中就嚐試性地給出了一個有關超聲波流量計上下遊直管段長度配置的技術規定或要求,即:在不需安裝整流器的情況下,多聲道超聲波流量計上遊的最短直管段長度應為10D,下遊最短直管段長度應為5D:如果使用整流器,則整流器的安裝位置及相應的配管長度應谘詢生產廠商。基於孔板流量計也需要被測介質的流態應達到充分發展的速度分布這一要求。因此,在GB/T 18604-2001標準中,對單聲道超聲波流量計的上下遊直管段長度要求及阻力件形式就完全等同采用了GB/T 2624-1993相關規定.並取其孔徑比β=0.75時所對應的數據。至於“任何其它形式的阻力件”所需的最短上遊直管段數據(145D)則來源於美國石油學會(API)及美國天然氣協會(AGA)在孔板流量計方麵的最新實驗研究成果。
    3、對直管段的質量要求
   (1)台階及凸入物
    在超聲波流量計上下遊所要求的最短直管段長度範圍內出現的任何台階及其它凸入物都將引起被測介質流態的改變,從而增大流量測量的不確定度(研究資料表明,超聲波流量計上下遊附近處如果存在0.01D的台階,由此引起的測量偏差將達到或超過0.05%)。但事實上,隻要對所用配管進行認真選擇,或者根據現場的管道條件對製造廠商提出所用超聲波流量計必需達到的內徑要求等手段,就可以避免各連接點台階的出現,從而實現直管段與超聲波流量計之間的等徑連接或良好匹配;另外,在施工組裝過程中,采取將連接的內壁焊縫打磨平整或適當擴大連接的墊片內圈直徑等措施也可以避免凸入物及其它擾動性雜物障礙。因此,對台階及凸入物的限製既是必要的,也是可行的。
   (2)內表麵
    如果在流量計本體內部及其測量管內壁存在著鏽蝕、油汙或硫化鐵粉等其它附屬物。一方麵可能會改變測量管道的實際內徑,另一方麵又可能會增大測量管內壁的平均粗糙度。其次也可能會導致聲波(脈衝信號)在表體內壁反射時出現發散和衰減現象。所有這些因素都有可能對測量結果造成嚴重的影響,因此對表體及測量管內表麵提出要求和限製也是實現準確計量的基本前提之一。
    4、溫度計安裝
    溫度計的安裝應主要考慮如下三點:
   (1)感溫元件應有足夠的長度,以保證被測介質與測溫元件之間有充分的接觸麵積;
   (2)對流態造成的影響盡可能地小;
   (3)在正常的測量過程中不會因氣流衝刷等原因引起感溫元件的折斷或其它機械損傷。
    因此結合上述分析並參考了孔板流量計及AGA NO.9號報告的相關規定,提出了本標準就溫度計安裝方麵的具體要求。
    5、聲學噪聲幹擾
    超聲波流量計是一種以聲學原理為基礎的測量儀表.因此現有的超聲波流量計對於噪聲,特別是對來源於被測介質內部由於高速度、大壓差等減壓設備造成的超高頻噪聲尤為敏感(關於閥門噪聲的估算方法可參見ISO/WD17089附錄A中的有關內容),從而影響到該種流量計的正常運行。因此,為了確保超聲波流量計的正常工作,最為有效的方法就是遠離噪聲源或谘詢製造廠家f有研究資料表明.在流量計與噪聲源之間加裝一個U型彎管或直角彎頭可以消除或減弱這方麵的影響,但是這一觀點尚未得到有關權威機構或技術標準的認可)。
    6、整流器的作用
    一般來說,安裝整流器可以在一定程度上改善超聲波流量計上下遊的測量條件,因此也有助於提高測量結果的準確性,尤其是對單聲道超聲波流量計而言。其效果可能會更為明顯。但是,如果整流器造型不當、加工質量不高,或者安裝及使用維護不妥。又有可能增大測量偏差而造成事與願違的後果。
    因此,在超聲波流量計應用現場的設計及安裝過程中,必須具體問題、具體分析。也就是說,應當針對所選流量計的種類、上遊流態的畸變形式、嚴重程度以及對流量測量準確性要求的高低來決定是否安裝那種形式的整流器。
    7、流量計的安裝方式
    從理論上講,氣體超聲波流量計可以采用水平、垂直和傾斜等任意安裝方式,並且可以沿表體管道邊軸線作任意旋轉。但是,在實際的安裝過程中應當主要考慮到以下三個方麵的因素:
   (1)流量計(特別是其中的超聲換能器)是否便於檢測和維修;
   (2)超聲換能器是否易受氣流中雜質和積液的影響;
   (3)問時至目前,任意安裝方式是否可實現嚴格意義上的完全等精度測量尚未得到充分的實驗驗證。
    因此,GB/T 18604-2001用氣體超聲波流量計測量天然氣流量標準推薦采用水平安裝這種常規方式。

 

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