超聲波流量計

優(yōu)勢特點、應用領(lǐng)域

超聲波流量計是一種滿足計量精度高和穩(wěn)定性好的高級測量系統(tǒng)，包括:

超聲波流量計的量程比寬，適用于流量變化幅度大的計量場站    

超聲波流量計無阻流元件，無壓損                           

全鈦金屬外殼探頭                                        

具有的聲道冗余冗錯功能                              

完整的電子計量裝置，反應時間短

使用多級修正計算方法.保證計量的高精度

雙向計量帶雙流向自動檢測.雙向累計流量分開計量，是一路實現(xiàn)進出的地下儲氣庫計量的理想選擇。

操作原理

    超聲波流量計通過對超聲脈沖傳輸時間的測量，實現(xiàn)氣體的泣速測量.進而計算出天然氣工況條件下的流量，也就是根據(jù)順氣流方向的脈沖比逆氣流方向的迷度快的原理，計算出關(guān)系中的氣體流速。

每個探頭同時進行收發(fā)脈沖.每對探頭通過連續(xù)進行脈沖收發(fā)方向切換完成測量.如:一個方向的傳輸時間測量完成后，原采的脈沖發(fā)射器就變?yōu)榻邮掌?，反之亦然。此外，聲速的測量還取決于氣體的組分類型.壓力和溫度等可以量化的因素，為了充分考慮到流態(tài)變化的影響，采用6聲道分布在3個*平行的平面上.每個測量平面由兩個相互交叉的聲道組成，該聲道結(jié)構(gòu)的設計是根據(jù)高斯-切比雪夫原理科學排列，保證氣體流速測量和不對稱流，渦流，切向流檢測與補償均達到化，除此之外，還可以實現(xiàn)對流體流態(tài)變化的測量和診斷等功能。

結(jié)構(gòu)介紹

    超聲波流量計由12個探頭傳感器，信號測量系統(tǒng)，電子顯示單元等測量元件組成，配套使用流量計算機。

    探頭傳感器通過法蘭直接與流量計表體連接，但沒有在測量管道內(nèi)伸出，各聲道分布設計相對于儀表的中心*對稱，因此，無需修正或重新編程，就可直接用干天然氣的雙向貿(mào)易計量。

    電子值號測量系統(tǒng)直接安裝在表體上信號處理單元.用于控制超聲傳感器的信號，評價超聲探頭的測量結(jié)果和計算每對聲道的測量氣體流速。提供有兩種電子測量系統(tǒng)版本可供選擇:一是在現(xiàn)場較體上的電子系統(tǒng)可以計算工況流量，累計流量和脈沖輸出；二是所有的超聲信號直接輸入一個獨立的流量計算機。

    超聲波流量計算機具有修正儀的所有功能.通過數(shù)字信號連接到超聲波流量計的電子測量系統(tǒng)內(nèi)，可以計算，測量和讀取超聲波流量計的工況體積流量，標況流量，前/后小時和日累計流量變化，以及儀表參數(shù)修改等。

主要特點

★實時流態(tài)的檢側(cè)和修正:usz08按高斯-切比雪夫原理進行測量聲道科學排列，6組聲道按每個平面層兩組聲道的原則，形成3個天然氣流動平面層，且相對與中心*對稱.實現(xiàn)有效的捕捉和補償流過天然氣測量管徑的流態(tài)的變化，包括對渦流，不對稱流及切向流等。

★高精度和穩(wěn)定性:流量計信號處理單元內(nèi)置和采用多級修正萬法。

★聲道冗余和冗錯功能:儀表內(nèi)置聲道重新構(gòu)造的計算模型.保證在兩個聲道出現(xiàn)故陣時(在同平面或者兩個不同平面)計量精度保證不變.具有PTB認證。

★流態(tài)分析功能:內(nèi)置流態(tài)分析軟件.通過對各個測量平面的數(shù)據(jù)進行對比分析.可以準確描述現(xiàn)場真實流態(tài)，測量渦流角度等。

★配置的靈活性:可以根據(jù)實際需要.超聲波流量計可以選擇配置現(xiàn)場顯示體積修正儀，或者選擇配置在控制室的流量計算機。

★全鈦外殼的超聲探頭:高靈敏度、堅固耐沖刷、耐腐蝕和自防污設計。

★超聲探頭使用溫度范圍寬:-20~+55℃(40℃~+80℃可選)。

★高抗干擾性:內(nèi)置數(shù)字濾波器.過濾各種嗓音.保證測量數(shù)據(jù)的準確性.參見抗干擾測試試驗結(jié)果圖。

★聲速比對功能:按照AGA10報告.流量計算機ERZ2000軟件內(nèi)，超聲波流量計聲速比對功能(測量和計算).二者的偏差優(yōu)于0.1%。

★RMG View遠程診斷軟件;配置*的RMG View遠程診斷軟件.采用TCP/IP協(xié)議，實現(xiàn)普通瀏覽器對流量計算機遠程參數(shù)設定.滿足天然氣貿(mào)易計量遠程自動化的要求。

★超聲波流量計適用干常壓下(1bar)正常工作。

★適用于一級(Zone1)防爆區(qū)域使用:探頭為防爆設計.防爆等級為EExdIICT6。

★適用干雙向貿(mào)易計量.多個計數(shù)器保證正、反雙向的體積流量和累計流量分別計量。

★更換探頭不需要標定

★探頭可以帶壓更換(選項)。

安裝要求

    超聲波流量計可以水平和垂直安裝.耍求配套入口10D和出口3D直管段.如果安裝盤式整流器.則入口直管段可以減少到5D，任何相同口徑的管段可以作為超聲波流量計直管段，管道內(nèi)徑比超聲波流量計內(nèi)徑偏差可以-2%/+5%。

由于超聲波流量計的流速可以達到40米/秒。因此相同的流量時可以選擇比渦輪流量計較小尺寸的超聲波流量計同時可以縮短測量管道的長度。用于PTZ修正計算的溫度變送器可以按照在流量計下游直管段2D-4D處，雙向計量時安裝在儀表任何一邊直管段上距超聲波流量計4D處。

6聲道技術(shù)

六聲道的布置特殊的設計相對于三.四聲道其有以下優(yōu)勢:

  ★不敏感:聲道布置按高斯-徹比雪夫原理進行科學排列，由2對文叉聲道形成相互獨立的流態(tài)分布面.滿足在沒有流態(tài)整流器甚至在形成渦流、不對稱流，切向流等情況下，也可以滿足高精度計量的要求。

  ★冗余:在任意一個或者兩個超聲探頭損壞，出現(xiàn)故障時.不會影響超聲波流量計貿(mào)易計量的準確性，超聲波流量計具有通過對所有正常工作聲道測量結(jié)果分析得到替代值的功能，使失效聲道直建構(gòu)建聲道。

  ★可轉(zhuǎn)移性:一個儀表的聲道數(shù)越多，測量的結(jié)果越好，這些結(jié)果可以轉(zhuǎn)移到x實的現(xiàn)場條件下的結(jié)果，這是在美國研究得出的結(jié)論。

測量精度

    聲道幾何布置，六聲道技術(shù)和信號放大等流量計的基本特點保證流量計達到較高的測量精度，另外，儀表采用兩級誤差曲線的線性化修正，進一步提高流量計的精度，級修正是使用空氣測量的標定曲線進行修正，第二級修正是來自高壓測試結(jié)果的修正，在各種壓力條件下曲線沒有漂移。

    測量值和診斷值可以連續(xù)監(jiān)視，故障發(fā)生時可以輸出告警信號。

    超聲波流量計符合超聲波流量計的相關(guān)標準_如:AGA 9和IS017089。

下圖為 DN200 ANSI600 6聲道超聲波流量計于2007年1月在沒有多級修正情況下的測量曲線

下圖為 DN300 ANSI600聲道超聲波流量計6聲道于2006年3月在沒有多級修正情況下的測量曲線

探頭傳感器

    每只探頭傳感器的組成是由壓電晶體嵌入鈦金屬小腔內(nèi)，該技術(shù)的合金材質(zhì)不僅強度好而且可以防污。

超聲探頭傳感器的操作狡率為120KHz/200KHz可選，口徑大干DN200采用120KHz探頭，口徑為DN100和DN150采用200KHz探頭保證測量氣體流速達到40米/秒，由于采用高的值號放大和的倍嗓比，使由天然氣調(diào)壓器產(chǎn)生的嗓音對測量的形響非常微小。

流量計算機

    超聲波流量計通過超聲控制計算機來控制工況流量的測量，計算和儀表數(shù)據(jù)讀取等，所有的操作參數(shù)儲存在流量計算機中；法定控制下的正式數(shù)據(jù)設定了密封的開關(guān)保護，所有參數(shù)由一組編碼的保護。

    流量計算機，用于與超聲波流量計配套使用具有以下特點:

  ★集成體積修正功能.可以選擇PTZ修正或密度修正，測量的體積流量可以通過數(shù)字信號輸出或者體積脈沖輸出(正向和反向)；

  ★可以通過TCP/IP接口數(shù)據(jù)讀取.參數(shù)設置和遠程服務；

  ★誤差曲線線性化，即利用高壓測試的誤差曲線進行測量誤差的修正；

  ★儀表讀數(shù)，溫度和壓力測量值的存檔，以及事件和參數(shù)的變化等在事件薄存檔；

  ★具有MODBUS和DSfG總線；

  ★可以安裝在19"標準機柜的機架中；

  ★安裝流量計算機和超聲波流量計的最遠距離可以達到500米；

  ★4路用戶可編程4~20mA電流輸出。

操作

  超聲波流量計的操作通過流量計算機實現(xiàn)。即通過ERZ2000流量計算機操作鍵盤或者連接的PC上機操作，非常方便。所有的配置數(shù)據(jù)、測量值和計算值被存儲在一個方便直詢的表格里，表格的所有的單元可以通過按動上下箭頭進行選擇，顯示和修改。此外，儀表的讀數(shù)，如主要變量，可以通過單鍵直接進入。通過ERZ 2000流量計算機的以大網(wǎng)接口(TCP/IP)可直接連接到網(wǎng)絡或者連接PC機中，實現(xiàn)通過普通網(wǎng)絡瀏覽器進行操作，無專門的操作軟件的要求。

無流量計算機時對超聲波流量計的操作

    標準版的超聲波流量計系統(tǒng)設計通過連接ERZ2000型流量計算機實現(xiàn)操作，這時，流量計算機連接到超聲波流量計信號處理單元系統(tǒng)，通過數(shù)字信號接收超聲波流量計的各種參數(shù)，通過Modbus協(xié)議RS485，TCP/IP以太網(wǎng)接口，實現(xiàn)和PC機的本地通訊和遠程通訊。

    通過信號單元增強電子系統(tǒng)，USZ 08超聲波流量計可以不使用流量計算機進行操作，在超聲波流量計的信號處理單元附加的電子顯示單元，可以現(xiàn)場顯示儀表讀數(shù)，主硬測量值和各種參數(shù)，顯示部分嵌裝在帶玻璃蓋子的防爆箱內(nèi)(EX-d),使用磁性筆進行操作，超聲波流量計連接任何合適的體積修正儀，并具有可編程的4-20mA電流信號輸出。

兩種設計都具有報警和警告的數(shù)字信號輸出，對于雙向計量的產(chǎn)品還包括氣體流向信號等。

診斷軟件

   RMGVIew軟件與超聲波流量計一起配套提供，可以滿足超聲波流量計的電子測量系統(tǒng)直接連接到PC機，該軟件具有以下功能:

  讀取所有的儀表參數(shù)

  修改參數(shù)(只有標定按鈕設置為允許)

  測量數(shù)值的圖形化表示

  生成測試證書，數(shù)據(jù)表，以PDF文件顯示輸出

  軟件使用方便，所有的數(shù)據(jù)系統(tǒng)的顯示到設計的表格，在用戶自定義表格可以將選定的測量數(shù)值與參數(shù)相結(jié)合。

超聲波流量計數(shù)據(jù)遠傳