站 C = L ⎜⎛ 1 + 1 ⎟⎞ [m/s] 新 2 ⎝ tab tba ⎠ 奉
11
声速VOS修正
Cmachcorr
=
C
⋅ ⎜⎜⎝⎛1 +
0.5 ⋅ ⎜⎛ V ⎝
⋅
sin C
(ϕ)
⎟⎞ ⎠
2
⎟⎞ ⎟⎠
[m/s]
站 ( Mach correction )
新
Transducer B
奉
Straight path
埃尔斯特超声波流量计介绍
题 目:超声波流量计的介绍、应用及最新技术
站 新 姓名奉
超声流量计的定义
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1个或多个超声换能器和设备组成，根据
站 他们所产生或接收到的超声信号推导出流量测量值并把 新 该信号转换为正比于流量标准化输出信号。在流动气体
• Path angle声道角度 • Path length声程
Mechanical dimension Measurement机械尺寸的测量
• Travel time measurement传输时间测量
10
声速计算 VOS
L tab =
c + v ⋅ cos ϕ
L
t ba = c − v ⋅ cos ϕ
L = C C ⋅ L path(new)
calculated path(old ) measured
13
超声波流量计的声道布置
平行式声道布置
反射式声道布置
A
B
A/ B
SINGLE REFLECTION
A
B
站
A/ B
新DOUBLE REFLECTION 奉
3
2
1
5
14
声道布置
Axial
Direct
Single Reflection
站
新
Swirl
奉 Double Reflection
C.W.
C.C.W .
15
声道布置
站 新 奉
16
声道布置
站 新 奉
17
声道布置
站 新 奉
18
用于贸易计量的超声波流量计
站 新 奉
19
超声波流量计的结构
站 新 奉
20
影响超声波流量计计量精度的主要因素
1 气体流态 2 噪音 3 气质的洁净程度，含水、油及污物
站 • 重量轻，占用空间少 新 • 不存在磨损，无示值漂移现象 奉 • 可带压更换传感器，且更换后无需重新标定
• 具自诊断功能（AGC-level；AGC-limit；采样率；接收率） • 对上下游直管段要求较短
4
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
站 新 奉
8
计算超声波流量
站 新 奉
9
计算超声波流量
QL = Vm ⋅ A ⋅ 3600 [m3/h]
站 QL =
L 2 ⋅ cos
(ϕ)
⋅ ⎜⎛ ⎝
1 tab
−
1 tba
⎟⎞ ⎠
⋅
A
⋅ 3600
[m 3 /h]
新 QL calculation based on:体积流量计算基于： 奉 • Area (~diameter)面积
Trd
B
L
新站 t ba = c − v ⋅ cos ϕ v·cosϕ
c
L
Di
奉v ϕ
v: average gas velocitryesceenidve
c: velocity of sound (VOS)
Trd A
vm =
L
2 ⋅ cosϕ
⎜⎜⎝⎛
1 t ab
-
1 t ba
⎟⎟⎠⎞
7
声波传输演示
Curved path influenced
between A & B
by gas flow profile
Transducer A 12
超声波流量计的干标
EEx(d)
V.o.S. (Cm) 测量值
100% N2
P T
V.o.S. (Cc) 计算值
站 新Lpat 奉h
Only at Drycal !
• AGA 10 – 声速比对
• JJG 1030-2007 超声波流量计检定规范
• 行业标准和企业标准
3
超声波流量计优点
• 精度高（0.3%-0.5%），重复性高， • 量程比很宽1:40-1:200,流速范围：0.2-30 m/s • 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 • 对沉积物不敏感，无可动部件，免维护
站 4 上下游直管段的内径和粗糙度 新
奉
21
理想流态声道配置
CheckSonic-1®
Q.Sonic-5®
站 新 奉
22
超声流量计的工况流态分析
经过1个弯头
站 新 奉
23
超声流量计的工况流态分析
CheckSonic-1®
Q.Sonic-5®
站 新 奉
24
超声流量计的工况流态分析 经过2个弯头
站 新 奉
25
经过2个弯头流态的变化
站 新 奉
26
超声流量计的工况流态分析
站 新 奉
27
超声波流量计的安装
站 新 奉
28
超声波流量计的安装
站 新 奉
29
超声波流量计的安装
站 新 奉
30
超声波流量计的安装
站
X新 奉
X with FC
X without
FC
Q.Sonic-3
10D
20D
Q.Sonic4/5
5D
10D
AGA9 compliant
31
超声波流量计的安装
站 新 奉
32
超声波流量计的安装-整流板
站 新 奉
33
超声波流量计的安装
站 新 奉
34
超声波流量计的安装
• 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。
5
超声波流量计的应用
火炬气计量
海洋平台上
站 湿气计量 新
奉
地下储气库双向计量
贸易计量 6
超声波测量原理
L tab =
c + v ⋅ cos ϕ
rescenivde
一些所谓的低噪声阀会产生大声流量计正常工作。
• 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。
站
新 • 超声流量计不适合多相流的流量测量。
奉 • 气体中的某种成分对超声流量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。
内的相同行程内，用顺流和逆流传播的2个超声信号的传
奉 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。
2
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
站
• GB/T 18604
新
奉 • GB/T 18604修订版