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1、埃尔斯特超声波流量计介绍埃尔斯特超声波流量计介绍 题 目题 目:超声波流量计的介绍、应用及最新技术超声波流量计的介绍、应用及最新技术 姓名 奉新站 2 2 超声流量计的定义超声流量计的定义 国标国标GB/T 18604： 利用超声在流体中的传播特性来测量流量的流量计。超 声流量计通常由 ： 利用超声在流体中的传播特性来测量流量的流量计。超 声流量计通常由1个或多个超声换能器和设备组成，根据 他们所产生或接收到的超声信号推导出流量测量值并把 该信号转换为正比于流量标准化输出信号。在流动气体 内的相同行程内，用顺流和逆流传播的 个或多个超声换能器和设备组成，根据 他们所产生或接收到的超声信号推导出
2、流量测量值并把 该信号转换为正比于流量标准化输出信号。在流动气体 内的相同行程内，用顺流和逆流传播的2个超声信号的传 播时间差来确定沿声道的气体平均流速所进行的气体流 量测量方法称之为传播时间法。 个超声信号的传 播时间差来确定沿声道的气体平均流速所进行的气体流 量测量方法称之为传播时间法。 奉新站 3 3 超声波流量计的国际和中国标准和规范超声波流量计的国际和中国标准和规范 ISO17089 AGA Report No.9 EN 14236 OIML R137 GB/T 18604 GB/T 18604修订版修订版 AGA 10 声速比对声速比对 JJG 1030-2007 超声波流量计检定
3、规范超声波流量计检定规范 行业标准和企业标准行业标准和企业标准 奉新站 4 4 超声波流量计优点超声波流量计优点 精度高（精度高（0.3%-0.5%），重复性高，），重复性高， 量程比很宽量程比很宽1:40-1:200,流速范围：流速范围：0.2-30 m/s 可测量双向流 ，可精确测定脉动流可测量双向流 ，可精确测定脉动流 无压损，对压力的很大变化不敏感无压损，对压力的很大变化不敏感 对沉积物不敏感，无可动部件，免维护对沉积物不敏感，无可动部件，免维护 重量轻，占用空间少重量轻，占用空间少 不存在磨损，无示值漂移现象不存在磨损，无示值漂移现象 可带压更换传感器，且更换后无需重新标定可带压更换
4、传感器，且更换后无需重新标定 具自诊断功能（具自诊断功能（AGC-level；AGC-limit；采样率；接收率）；采样率；接收率） 对上下游直管段要求较短对上下游直管段要求较短 奉新站 5 5 超声波流量计缺点超声波流量计缺点 当超声流量计安装在一些阀门附近时，特别是安装在阀门的下游 时，当气流速度很高时，阀门两端有较大的压降时，一些阀门以及 一些所谓的低噪声阀会产生大量的超声噪声，超声信号可能被超声 噪声所淹没而无法分辨，影响超声流量计正常工作。 由于CO2会使超声波衰减，因此不适用于CO2浓度过高（超过20 ）的气体混合物。 超声流量计不适合多相流的流量测量。 气体中的某种成分对超声流量
5、计或超声探头有腐蚀伤害作用，如果 它的浓度过高，则超声流量计不适用。 当气体温度太高（100以上），或在大口径管道中气体压力的极 低（低于0.1MPa），流速也极低（小于0.5mm/s）时，超声流量 计不适用。 奉新站 6 6 超声波流量计的应用超声波流量计的应用 海洋平台上 湿气计量 贸易计量 火炬气计量 地下储气库双向计量 奉新站 7 7 c c v vcos t 1 - t 1 2 L = v baab m cos DiL Trd B Trd A send receive cos v c L = tba cosv + c L = tab receive send v: average g
6、as velocity c: velocity of sound (VOS) 超声波测量原理超声波测量原理 奉新站 8 8 声波传输演示声波传输演示 奉新站 9 9 计算超声波流量计算超声波流量 奉新站 1010 /h mA tt) ( L Q baab L 3 3600 11 cos2 = /h mA Vm QL 3 3600= Mechanical dimension Measurement机械尺寸的测量 QLcalculation based on:体积流量计算基于：体积流量计算基于： Area (diameter)面积面积 Path angle声道角度声道角度 Path length声
7、程声程 Travel time measurement传输时间测量传输时间测量 计算超声波流量计算超声波流量 奉新站 1111 声速计算声速计算 VOS m/s tt L C baab += 11 2 cos v c L = tba cosv + c L = tab 奉新站 1212 声速声速VOS修正修正 m/s C )(V .CCmachcorr += 2 sin 501 Straight path between A & B Transducer A Transducer B Curved path influenced by gas flow profile ( Mach correc
8、tion ) 奉新站 1313 P T 100% N2 V.o.S. (Cc) 计算值 V.o.S. (Cm) 测量值 Lpat h EEx(d) measured oldpathcalculated newpath C LC L )( )( = Only at Drycal ! 超声波流量计的干标超声波流量计的干标 奉新站 1414 3 2 1 5 A A B B A/ B A/ B SINGLE REFLECTION DOUBLE REFLECTION 反射式声道布置 平行式声道布置平行式声道布置 超声波流量计的声道布置超声波流量计的声道布置 奉新站 1515 声道布置声道布置 Direc
9、tSingle Reflection Double Reflection Axial Swirl C.W. C.C.W . 奉新站 1616 声道布置声道布置 奉新站 1717 声道布置声道布置 奉新站 1818 声道布置声道布置 奉新站 1919 用于贸易计量的超声波流量计用于贸易计量的超声波流量计 奉新站 2020 超声波流量计的结构超声波流量计的结构 奉新站 2121 影响超声波流量计计量精度的主要因素影响超声波流量计计量精度的主要因素 1 气体流态气体流态 2 噪音噪音 3 气质的洁净程度，含水、油及污物气质的洁净程度，含水、油及污物 4 上下游直管段的内径和粗糙度上下游直管段的内径和
10、粗糙度 奉新站 2222 理想流态声道配置理想流态声道配置 Q.Sonic-5CheckSonic-1 奉新站 2323 超声流量计的工况流态分析超声流量计的工况流态分析 经过1个弯头经过1个弯头 奉新站 2424 超声流量计的工况流态分析超声流量计的工况流态分析 Q.Sonic-5CheckSonic-1 奉新站 2525 超声流量计的工况流态分析超声流量计的工况流态分析 经过经过2个弯头个弯头 奉新站 2626 经过2个弯头流态的变化经过2个弯头流态的变化 奉新站 2727 超声流量计的工况流态分析超声流量计的工况流态分析 奉新站 2828 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 奉新站 2
11、929 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 奉新站 3030 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 奉新站 3131 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 X 20D10DQ.Sonic-3 10D5D Q.Sonic- 4/5 X without FC X with FC AGA9 compliant 奉新站 3232 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 奉新站 3333 超声波流量计的安装-整流板超声波流量计的安装-整流板 奉新站 3434 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 奉新站 3535 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 奉新站 3636 超声波流量计的安装超声波流量计的安
12、装 奉新站 3737 噪音对超声波流量计的影响噪音对超声波流量计的影响 奉新站 3838 噪音对超声波流量计的影响噪音对超声波流量计的影响 奉新站 3939 噪音影响噪音影响 奉新站 4040 噪音影响噪音影响 奉新站 4141 噪音影响噪音影响 奉新站 4242 降低噪音的影响降低噪音的影响 -5-50.560.56100 m pipeline100 m pipeline -14-140.200.20Two bends out of planeTwo bends out of plane -10-100.320.32TeeTee -2-20.790.79Bend 45Bend 45o o -
13、5-50.560.56Bend 90Bend 90o o dBdBfactor Nfactor Nd dPiping elementPiping element 奉新站 4343 USM 解决噪音问题机械降噪解决噪音问题机械降噪 Flow conditioner 35dB 5dB CMB: 20dB 奉新站 4444 降低噪音的影响降低噪音的影响 奉新站 4545 解决噪音问题降噪器解决噪音问题降噪器 Clamped between pipeline flanges Metal foam Orifice : 50% reduction 奉新站 4646 超声波流量计的典型安装超声波流量计的典型
14、安装 奉新站 4747 超声波流量计的典型安装超声波流量计的典型安装 奉新站 4848 超声波流量计的典型安装-西二线首站（霍尔果斯）超声波流量计的典型安装-西二线首站（霍尔果斯） 奉新站 4949 超声计量系统配置图超声计量系统配置图 Flow computers Gas chromatograph US meter Supervisor y computer HART protocol RS 485 RS 485 or TCP/IP RS 485 or TCP/IP P & T Transmitters 奉新站 5050 超声计量系统配置图超声计量系统配置图 奉新站 5151 计量系统导则
15、计量系统导则-GB/T 18603 奉新站 5252 超声波流量计的周期检定-JJG 1030-2007超声波流量计的周期检定-JJG 1030-2007 奉新站 5353 超声波流量计的周期检定-JJG 1030-2007超声波流量计的周期检定-JJG 1030-2007 奉新站 5454 声速比对声速比对 AGA 10 奉新站 5555 超声波流量计实流检定或校准超声波流量计实流检定或校准 奉新站 5656 离线实流检定-1离线实流检定-1 奉新站 5757 离线实流检定-2离线实流检定-2 奉新站 5858 在线检定或校准在线检定或校准 奉新站 5959 在线检定或校准-移动标定车在线检
16、定或校准-移动标定车 奉新站 6060 在线检定或校准-移动标定车在线检定或校准-移动标定车 奉新站 6161 在线检定或校准-移动标定车在线检定或校准-移动标定车 奉新站 6262 在线实流检定口的设置在线实流检定口的设置 奉新站 6363 在线实流检定工艺流程在线实流检定工艺流程 移动标定车移动标定车 奉新站 6464 超声流量计噪声抑制技术超声流量计噪声抑制技术 可编码多脉冲激发技术可编码多脉冲激发技术 (CMB) 01002003004005006007008009001000 不同于以前的连续发射多个单脉冲, CMB技术发射的是一串组合的编码信号。 奉新站 6565 超声信号编码多脉冲发射技术（超声信号编码多脉冲发射技术（
