超声波流量计在气体计量中的应用探寻

王梅玉 潘孝猛

摘要：当前社会中的各个行业都在飞速地发展和进步之中，而作为当今社会中非常重要的气体计量来说同样也获得了良好的发展空间。随着科技水平地不断提升以及发展，传统的气体计量如今已经经过了一系列良好的优化改进，从而成为了一项更加完善的技术。在如今的气体计量之中人们也使用了更为先进的设备来进行计量，如超声波流量计，在实际的使用过程中该设备能够通过自身的作用来对一系列气体、液体等流动形态的流体对超声波束产生的作用程度进行测量，在传统的应用过程中人们通常都是将其应用于液体的测量中，而如今则是可以将其应用于气体的计量之中，且发挥出了良好的计量效果。

关键词：气体计量;超声波流量计;应用分析

引言：

随着人们生活水平地不断提高，产生了更多的生活需求，而天然气作为当前社会中一种非常常见的清洁能源，其在使用的过程中的计量精度需要得到人们广泛的重视以及关注，以此来促进提高其使用的效率以及质量。本文侧重于对当前气体计量中超声波流量计的应用进行分析和探讨，希望能够帮助到有需要的人。

一、常用气体流量计

我国的科技水平经过了一段时间的发展和进步，各行各业的技术手段从而也得到了完善和进步。在这样的大背景之下，气体流量计也经过不断地发展和完善，目前可提供给人们使用的气体流量计按测量原理已拓展成多种种类和型号。在实际工况下，可结合涡轮、超声波、涡街等不同种类流量计的测量方法和优缺点，来决定选择合适的气体流量计，以此来达到一个良好的测量效果。下面简要介绍下涡轮和超声等常用气体流量计：

（一）涡轮流量计

在当前的众多气体流量计中涡轮流量计是一种面世较早、较为常见的流量计。从原理上来说，涡轮流量计是利用自身的旋转速率与流经涡轮的流量成正比的关系，也就是说，若是流经涡轮的流量较大，那么涡轮自身的旋转也会不断提升到对应转速，通过这样的方式来有效地反馈对应的流量变化。一般来说若是流速变大，那么其内部的动能自然也会加大，涡轮在这样的背景之下自身的转速也会不断提升，因此其实际的工作原理还是依靠了对应的速度差原理，将该原理作为基础而设计制造的一种流量计[1]。在实际的应用过程中，相关工作人员需要将其布置到对应的地点上，之后此类流量计能够将外界流量的流速进行吸收，在设备内部来将其转换成为对应的涡轮转速，并且在该基础之上产生了一定的电磁脉冲。通过电磁脉冲的作用就能够将流量计自身所包含的一系列流量信息进行收集和获取，通过这样的方法来对其气体的实际流量进行反馈，从而帮助相关人员对此类数据和信息进行提取。该流量计在实际使用过程中具备一定的优势和特点，但是因叶轮等机械原件易结垢、易损伤，决定了它使用上有一定的局限性，那就是其在实际的操作过程中容易受到流体内油、颗粒物等杂质冲击，长期使用会降低其自身的可靠性和使用寿命。

（二）超声波流量计

超声波流量计是近年来我国气体计量方面广泛使用的一种新型流量计，该流量计经过了一段时间的应用以及优化已经能够发挥较为良好的工作效果，经过我院连续几年同样表检测数据比较，发现该种流量计的准确性和重复性性能较稳定可靠。该流量计在实际的工作过程中主要依靠的工作原理就是对应的时差法，相关人员能够充分地利用此类时差法的方法来进行流体流量的测量，并且同样也能够充分地利用一系列多脉冲技术以及信号数字技术来对其中所包含的一系列数据进行计算和分析，采取有效地方法来进行处理。该设备在实际使用之前需要专业人员进行精准的安装，基本上现场都是采用了非接触式安装测量的方法来进行安装，该方法相比较于其他流量计的安装技术来说，其安装过程中可以不直接与被测流体产生接触，因此也就不容易产生明火等危险情况，在使用过程中气体流经管道截面基本没有压损，再加上该设备对不同的环境普遍拥有较强的适用性，精度较高且使用寿命较长，也受到越来越多用户的认可和肯定，是市面上使用较为广泛的一种气体流量计。

二、安装及使用事项

（一）安装要求

为了能够让超声波流量计更好地发挥其自身的作用，技术人员就需要按照对应的安装流程和精准的方法来进行安装，以此来保证其能够在后续的应用中发挥稳定可靠的计量效果。

超声波流量计在安装之前首先需要将管道处于非工作的状态，安装时需要利用两条不同的支线来对其交替进行安装的切换。同时传感器安装的单元尺寸也应当进行严格地控制，通常来说该尺寸应当保持与管径一致，上下之间的误差也应当合理的控制在1%之内[2]。超声波流量计其自身的传感单元安装位置应当将其保持在水平方向45°的范围之内，通过这样的安装方位则是能够避免换能器声波表面受到其他一系列因素的影响和破坏。其次上下游之间应当保证具备合适长度的直管段，一般来说上游的直管段应当控制在10倍管径以上，下游则是需要控制在5倍管径以上。同时超声波流量计的安装位置也需要进行控制，通常来说其安装应当设置在对应无阻力的部分，前后之间应当尽量避开存在一系列阻力构件如弯管、阀门、汇管等等。而对于超声波流量计的换能器来说，其在安装的过程中也需要按照规范来进行安装，通常来说该部分的安装则是需要与管道壁的反射处进行避开，同时也需要避开其他法兰接口以及焊缝。在实际的安装时还需要确认管道是否包封，通常来说就是需要对其管道外部防锈保温等保护层、管道衬里、垢层等情况进行掌握和必要处理，以此来防止两者之间产生耦合不利、测量不准等情况产生。对于管道内部若是存在一系列锈迹的问题，也需要根据实际情况来选择对应的方法提前进行清理，以此来保证内壁相对光滑清洁。

（二）使用注意事项

除了安装工艺之外，还需要对其在实际使用过程中所需要注意的事项进行了解和掌握，因为在流量计实际的工作过程中其难免会存在一系列影响因素，需要对此类因素进行分析和探讨，从而掌握对应的方法来对其进行解决和处理，从而切实提高流量计的工作效率和质量。

首先就是需要对流量计的流量测量范围进行确定，在这样的一个过程中由于流量计的流量测量范围很大程度上是直接由气体的实际流速决定的，因此相关人员在不同的流速之下也应当采用不同的测量范围[3]。例如人们如今非常常见的天然气，其在实际的使用过程中流量范围基本上就是控制在0.3m/s-30m/s之间，用户应当确定流量计的实际测量范围是否能够达到气体流量的测量要求，尤其是下限流量是否满足，以此来确保流量计的计量性能得到准确发挥。

其次就是对于一系列外部因素的影响，在这样的一个过程中，相关人员首先需要了解的一个内容就是在实际的流量计应用过程中，其有可能因为受到一系列外界因素的影响从而导致了应用过程中存在误差和偏差，在这样的情况之下若是外部干扰频率与其工作频率基本上保持一致那么就会导致传输的效率以及精确性降低。因此在实际的应用过程中就需要对一系列因素进行提前分析和思考，从而确保流量计的稳定性。

三、结束语

总而言之，在当前的气体计量之中超声波流量计能够发挥较为良好的作用和效果，有较广泛的应用受众和发展前景，但是在实际的使用过程中需要仪器仪表专业人员对其安装工艺以及使用中的注意事项进行全面地了解和掌握，建立周期溯源的计量制度和良好的仪器维保习惯，才能够确保超声波流量计应用中具有良好的测量稳定性和精确性，达到精确计量的目的，从而推动流量计量行业与产业经济共同向好发展。

参考文献

[1]刘旸.气体超声流量计在声道故障状态下的应用技术研究[J].化工自动化及仪表，2020（4）：303-307.

[2]左汝寬，王雁玉，熊明，等.基于气体超声流量计应用环境下的输差控制措施探索[J].辽宁化工，2019（10）.

[3]赵建新，卢小林，宋允波，等.用于超声波检测计量装置的防盗气系统及气体超声流量计：，CN111024168A[P].2020.