流量与流体的流速和截面积有关
流量=流速 截面积 流量 流速*截面积 流速
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► 工况体积瞬时流量
= 面积 * Ve ► 标准体积瞬时流量 =工况体积瞬时流量 * 工 工况体积瞬时流量 况密度 / 标准密度 ► 质量瞬时流量 =工况体积瞬时流量 *工况密 工况体积瞬时流量 工况密 度
2
v = 流体速度 c = 声速 t1 = 上游传输时间 t2 = 下游传输时间
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多通道即多路流速测量!
A B C D
L (t1 -t2 ) Vn = 2x (t1 t2 )
2
Σ Vavg = n=1 Wn Vn
4
多通道流量计
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流速测量
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► 2、
超声流量计表体安装 超声流量计表体安装各厂家要求各不相同， 超声流量计表体安装各厂家要求各不相同， 一般应保证表体水平安装， 一般应保证表体水平安装，有的还应将表体 法兰上定位销孔与上、 法兰上定位销孔与上、下游直管段相应销孔 对齐。安装时应留有足够的检修空间。 对齐。安装时应留有足够的检修空间。 ► 3 、突入物 超声流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、 超声流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、 下游直管段应具有相同的内径， 下游直管段应具有相同的内径，其偏差应在 管径的± 以内； 管径的±1％以内；
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超声波流量计的结构
气体超声流量计的结构主要取决于以下几个方面： （1）声波探头的设置方式。外置式或内置接触 ）声波探头的设置方式。 式，气体超声流量计一般采用将接收和发射换能 器插入管内至内壁边缘。 器插入管内至内壁边缘。 （2）声波的接收方式。 ）声波的接收方式。 直射式： ① 直射式：直接接收发射探头的声波 反射式：接收经管壁反射以后的声波。 ② 反射式：接收经管壁反射以后的声波。即接 收换能器不是直接接收发射换能器发出的声波， 收换能器不是直接接收发射换能器发出的声波， 而是接收经管壁一次反射或再次反射回的声波。 而是接收经管壁一次反射或再次反射回的声波。
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► 4、内表面
与超声流量计匹配的直管段，其内壁应无锈 与超声流量计匹配的直管段， 蚀及其它机械损伤，在组装之前， 蚀及其它机械损伤，在组装之前，应除去超 声流量计及其连接管内的防锈油或沙石灰尘 等附属物。 等附属物。使用中也应随时保持介质流通通 道的干净、光滑。 道的干净、光滑。 ► 5、温度计插孔 对单向流测量， 对单向流测量，应将温度计插孔设在超声流 量计下游距法兰端面（ 之间； 量计下游距法兰端面（2～5）D之间；对双 向流进行测量， 向流进行测量，温度计插孔应设在距超声流 量计法兰端面至少3 的位置。 量计法兰端面至少3D的位置。
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► （3）声道的设置。
单声道和多声道。 ► 不论是单声道还是多声道气体超声流量计， 不论是单声道还是多声道气体超声流量计， 其声波的发送与接收原理是一样的。 其声波的发送与接收原理是一样的。不同的 是在不同声程上所测的线速度对管道截面的 流速的呈现不同。 流速的呈现不同。
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声速
检查超声流量计各声道所测的声速是否稳定在一定 范围内，如果发生跳变，表明存在故障。 范围内，如果发生跳变，表明存在故障。
必查
增益值/ 增益值/噪声 信噪比/信号质量） （信噪比/信号质量）
增益值主要受压力和超声探头表面污物的影响， 增益值主要受压力和超声探头表面污物的影响， 通常情况下增益应该是相对稳定的。 通常情况下增益应该是相对稳定的。若超出超声流 量计说明书中规定的技术范围， 量计说明书中规定的技术范围，则说明超声流量计 不能正常工作。 不能正常工作。 检查反映背景噪声和/ 检查反映背景噪声和/或电噪声量的参数是否稳定 在正常范围值。 在正常范围值。 若增益或信噪比等超出流量说明书中规定的范围 则表明探头表面因被污染而不能正常工作。 ，则表明探头表面因被污染而不能正常工作。 检查超声流量计所测的气体工作流速是否在超声流 量计说明规定的正常工作范围内。 量计说明规定的正常工作范围内。 首次安装时必须检查超声流量计算机内设置的各项 参数是否正确。 参数是否正确。
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超声波流量计结构
主要分为三部分：流量计本体、超声换能器、Mark II电子 主要分为三部分：流量计本体、超声换能器、Mark II电子 数据处理单元，如图所示： 流量计本体：流量计本体是经特殊加工，用于安装超声换能 器、Mark II电子数据处理单元及压力变送的装置。 器、Mark II电子数据处理单元及压力变送的装置。 超声换能器：超声换能器是把声能转换成电信号和反过来把 电信号转换成声能的元件。
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任意一对传感器
L t1 = c - v(x/L) L t2 = c + v(x/L) Flow D X
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流量从上述方程中求出
L (t1-t2) v= 2x t1t2 L (t1+t2) c= 2 t1t2
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超声波流量计的投运 1.流量计投用以前应该按国家标准或规程进行 1.流量计投用以前应该按国家标准或规程进行 检定或实流校准。 检定或实流校准。 2.检查各种信号线，电源线连接完好。 2.检查各种信号线，电源线连接完好。 检查各种信号线 3.先打开进口旁通阀 给管道缓慢充气， 先打开进口旁通阀， 3.先打开进口旁通阀，给管道缓慢充气，然后 缓慢打开进口截止阀（至少持续一分钟）， 缓慢打开进口截止阀（至少持续一分钟）， 避免流量计过高压差或过高流速， 避免流量计过高压差或过高流速，给管道缓 慢加压，达到流量计的运行压力。注意: 慢加压，达到流量计的运行压力。注意:压 力剧烈震荡或不当的高速加压会损坏流量计 4.检查所有的法兰连接处和引压接头及温度 4.检查所有的法兰连接处和引压接头及温度 传感器的插入接头处是否有气体泄漏。 传感器的插入接头处是否有气体泄漏。
必查
气体工作流速
必查
流量参数核查
首次必查
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超声流量计常见问题及对策
序 号 可能发生 的故障 原因 接触不好 1 没有流量 信号 其它 脏污 压力超范围 3 超声探头 不工作 排除方法 检查超声流量计的各信号电缆及接头、直流电源的电压、 检查超声流量计的各信号电缆及接头、直流电源的电压、 电源线及用户一端的接口。 电源线及用户一端的接口。 需对超声流量计进一步检查。若某组件被确认已损坏时， 需对超声流量计进一步检查。若某组件被确认已损坏时， 应更新与其相同型号规格的组件， 超声流量计厂家推 应更新与其相同型号规格的组件，或超声流量计厂家推 荐型号组件，更换后应进行相应的检查。 荐型号组件，更换后应进行相应的检查。 经超声流量计参数检查证实是超声探头脏污，应按第三 超声流量计参数检查证实是超声探头脏污， 参数检查证实是超声探头脏污 节的要求进行清洗。 节的要求进行清洗。 调整计量工作压力或更换合适的探头。 调整计量工作压力或更换合适的探头。 按要求更换相同型号的新探头，并将新探头的标定参数 按要求更换相同型号的新探头， 输入到相应的程序系统中，记录新探头的系列号。 输入到相应的程序系统中，记录新探头的系列号。检查 各声道的声速测量值，其最大误差不超过0.2%。 各声道的声速测量值，其最大误差不超过0.2%。再计 算出相同条件下的理论声速， 算出相同条件下的理论声速，二者之间误差应在超声流 量计说明书规定的范围内。 量计说明书规定的范围内。 分别检查超声流量计温度、压力测量系统接线。 分别检查超声流量计温度、压力测量系统接线。
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超声流量计日常维护需要检查的 参数和方法
需要检查的运行参数 气体工作温度 气体工作压力 天然气组成 超声流量计系数 各声道运行状态 零流速读数 检 查 方 法 按相关要求检查温度测量系统工作是否正常。 按相关要求检查温度测量系统工作是否正常。 按相关要求检查压力测量系统工作是否正常。 按相关要求检查压力测量系统工作是否正常。 检查计算机内输入的天然气组成数据是否正确，或 检查计算机内输入的天然气组成数据是否正确， 在线分析系统的分析数据是否正确。 在线分析系统的分析数据是否正确。 检查超声流量计系数是否与检定证书一致。 检查超声流量计系数是否与检定证书一致。 检查各声道的参数， 检查各声道的参数，确认各声道运行是否正常 在零流速下各声道所测得的气体流速是否小于规定 值。 备注 必查 必查 必查 必查 必查 选择
管路安装 ► 1、上、下游直管段 紧邻超声流量计的上、 紧邻超声流量计的上、下游安装一定长度的 直管段。上游条件较为理想时， 直管段。上游条件较为理想时，要求上游直 下游直管段为5 管段为10 管段为10D，下游直管段为5D（推荐上游直 管段为20 下游直管段为5 ）。双向流动 管段为20D，下游直管段为5D）。双向流动 下游直管段均应至少10倍管道公称 时，上、下游直管段均应至少10倍管道公称 直径。 直径。
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5.接线检查：对照厂家提供的系统接线图，检 5.接线检查 对照厂家提供的系统接线图， 接线检查： 查所有接线无误。 查所有接线无误。 7.流量计最高流速不超过 流量计最高流速不超过30m/s 7.流量计最高流速不超过30m/s 8.流量计在启用前要求进行零流量测试 流量计在启用前要求进行零流量测试， 8.流量计在启用前要求进行零流量测试，现场 不具备条件应进行工况条件下的零流量测试 （零流量测试就是关闭超声流量计的上、下 零流量测试就是关闭超声流量计的上、 关闭超声流量计的上 游阀门，使流过流量计的气体流速为零， 游阀门，使流过流量计的气体流速为零，等 管道内气体温度稳定后，读取零流速读数， 管道内气体温度稳定后，读取零流速读数， 每个声道的气体流速至少记录30s， 每个声道的气体流速至少记录30s，要求零 流速读数应小于12mm/s。 流速读数应小于12mm/s。）