摘要(yào):分析了(le)氣體計(jì)量工作(zuò)中的超(chāo)聲波流(liú)量計
應(yīng)用策略(lue),包括超(chāo)聲波流(liú)量計及(ji)其主要(yào)工作原(yuán)理🌈、氣👣體(tǐ)✉️計量中(zhōng)的超聲(shēng)波流量(liang)計主要(yào)應用策(ce)略及其(qí)⛱️發展方(fāng)向🍓。發現(xian)在氣體(ti)計量工(gong)作中,要(yao)實現超(chao)聲波流(liu)量計👌的(de)良好應(ying)用,相🔴關(guan)單位與(yu)工作人(ren)員一定(ding)要注重(zhong)超聲波(bo)流量計(jì)的合理(li)安裝、應(ying)用及💋其(qí)維護,同(tong)時應結(jie)合超聲(shēng)波流量(liang)計的實(shí)際應用(yòng)需求,爲(wei)其規劃(huà)出合理(lǐ)的💘發展(zhǎn)方向。通(tong)過本次(cì)的分析(xi),可以‼️爲(wei)超聲波(bō)流量計(ji)的良好(hǎo)應用與(yu)氣體計(ji)量工作(zuò)質量的(de)💋提💰升提(ti)供一定(ding)參考。
随(suí)着科學(xue)技術的(de)發展,天(tian)然氣已(yǐ)經在我(wǒ)國得到(dao)了廣🏃泛(fàn)👄應用。在(zài)♋天然氣(qi)供需貿(mào)易過程(cheng)中,氣體(ti)計量是(shì)🔞一種至(zhì)關重要(yao)的貿♋易(yi)結算依(yi)據。而在(zài)具體的(de)氣體計(jì)量工🏃♀️作(zuò)中,超聲(sheng)波流量(liàng)計是較(jiào)爲常用(yong)的一種(zhǒng)計⭐量器(qì)具。爲實(shi)現此項(xiang)👨❤️👨計量器(qi)具應用(yòng),相關單(dān)位與技(jì)♈術人員(yuán)需要對(duì)其應用(yong)策🧡略進(jìn)行深人(rén)研究,并(bìng)結合實(shi)際需求(qiú),将🙇🏻其合(hé)理應用(yong)到具體(tǐ)的氣體(ti)計量工(gong)作中。
1超(chao)聲波流(liu)量計及(ji)其工作(zuò)原理
1.1超(chāo)聲波流(liú)量計簡(jiǎn)介
超聲(sheng)波流量(liang)計是一(yī)種通過(guò)時差法(fa)測量氣(qi)體流量(liàng)的🈲設備(bei),該設備(bei)中包括(kuo)2個相對(duì)的傳感(gǎn)器,一個(gè)負責超(chāo)聲波發(fa)♉送,另一(yi)個負責(zé)超聲波(bo)接收,因(yin)每一個(gè)傳感器(qi)都✊同時(shí)具💋備超(chao)聲㊙️波發(fā)送以及(jí)接收兩(liang)種功能(neng)♊,所以可(ke)達到更(gèng)好地超(chao)聲檢測(ce)效果。具(jù)體應用(yong)中,超🏃🏻♂️聲(sheng)波能量(liàng)會🥰在2個(ge)傳感器(qi)與流體(tǐ)間以一(yi)定的角(jiǎo)度傳遞(dì),從而達(dá)到精準(zhun)的氣體(tǐ)計🧡量效(xiào)果。憑借(jie)着計量(liang)✔️速度快(kuài)、精❌度高(gāo)、簡單便(bian)捷等的(de)諸多優(you)勢,超聲(sheng)波流量(liàng)計在當(dang)今的氣(qi)體💃🏻計量(liang)工作中(zhōng)得到了(le)廣泛應(ying)用,并發(fa)揮出了(le)非常好(hao)的應用(yòng)優勢。
1.2超(chāo)聲波流(liú)量計的(de)工作原(yuán)理
超聲(shēng)波流量(liang)計的計(jì)量形式(shì)有很多(duo)種,其中(zhōng)常用的(de)是時差(chà)法,該方(fāng)法可實(shí)現天然(rán)氣的高(gao)精度計(jì)量圖👅1是(shi)基💁于時(shí)差法的(de)超聲波(bo)流量計(ji)氣體計(jì)量原理(li)示意圖(tu):
具體計(ji)量時,需(xu)要在天(tian)然氣管(guan)壁兩側(cè)安裝A和(he)B兩個⛹🏻♀️超(chao)☀️聲換能(neng)器(即超(chāo)聲波傳(chuán)感器),并(bìng)結合實(shi)際情況(kuàng)使其具(jù)有一定(dìng)的💔傾斜(xie)角度,以(yi)此來确(que)保換能(neng)器的工(gōng)作效果(guo),使其超(chao)聲波信(xin)号發射(she)或接收(shōu)工作得(de)以同時(shi)或定時(shi)實現。如(rú)圖1所示(shi),L代表A和(hé)B兩個超(chāo)聲波換(huàn)能器之(zhi)間的距(ju)離,其單(dan)位是m;Vm代(dai)表管道(dao)中的天(tian)然氣流(liú)💃🏻速,其單(dan)位是m/s;φ代(dai)表天然(ran)氣管道(dao)中的超(chao)聲波以(yǐ)及流體(tǐ)流動夾(jia)角,其單(dān)位是°;D代(dài)表被測(cè)天然氣(qì)管道直(zhi)徑🔴,其單(dan)位是m。對(duì)于管道(dào)🙇🏻中天然(ran)氣的逆(nì)流傳播(bō)時間以(yǐ)及順流(liú)傳播時(shi)間,超聲(sheng)🎯波流量(liàng)計可按(àn)以下公(gong)式進行(hang)精準計(ji)算:
式中(zhōng),td代表管(guǎn)道中天(tian)然氣的(de)逆流傳(chuan)播速度(dù),其單位(wei)是㊙️m/s;C代表(biao)流⭕體中(zhong)的超聲(shēng)波聲速(sù),其單位(wèi)是m/s;tv代表(biao)管道中(zhong)天然氣(qi)的順流(liu)傳播速(su)度,其單(dān)位是m/s。
通(tōng)過公式(shì)(1)和公式(shì)(2)聯立,便(biàn)可進一(yī)步計算(suàn)出管道(dào)中的天(tiān)然氣流(liu)速,而根(gen)據計算(suàn)出的流(liú)速與管(guǎn)道橫截(jié)面積,便(bian)可正确(que)💋計算出(chu)管道中(zhong)的天然(ran)氣流量(liàng),從而爲(wèi)天然🏃🏻氣(qì)的貿易(yi)交接工(gong)作提供(gòng)重要的(de)技術與(yǔ)數據支(zhī)持。
1.3檢測(cè)标準
在(zai)通過超(chāo)聲波流(liú)量計進(jìn)行天然(ran)氣管道(dao)的流量(liang)檢測時(shi),相關💃單(dān)位需要(yao)将GB/T13609以及(jí)GB/T13610标準作(zuo)爲依據(jù),通過AGAReportN1.10聲(shēng)速計算(suan)軟件來(lái)進行檢(jian)測5。表1是(shi)超聲波(bō)流量計(jì)在天然(rán)氣計量(liàng)工作中(zhong)的氣❄️體(tǐ)混合物(wù)摩爾🌈分(fen)數檢測(cè)适用範(fàn)圍:
具體(ti)檢測中(zhōng),需要将(jiang)檢測溫(wen)度控制(zhi)在-8~62℃,檢測(ce)壓力控(kòng)制在0.2~12MPa。
2氣(qì)體計量(liang)中的超(chāo)聲波流(liu)量計主(zhu)要應用(yòng)策略
2.1超(chāo)聲波流(liu)量計安(an)裝策略(luè).
在通過(guò)超聲波(bo)流量計(jì)進行氣(qi)體計量(liàng)的過程(cheng)中,流👄量(liàng)❄️計✌️的💃🏻安(an)裝⭕是一(yi)個首要(yào)環節,隻(zhi)有确保(bǎo)安裝質(zhì)量,才可(kě)以充分(fèn)發揮出(chu)其應用(yong)效果,滿(man)足實際(jì)的天然(rán)氣計量(liang)工作需(xu)求。就目(mù)前的天(tian)✉️然氣計(jì)量來看(kan),超聲波(bo)流量計(jì)的主要(yào)安裝策(ce)略包🍉括(kuo)以下幾(jǐ)個方面(mian):1)在🧑🏾🤝🧑🏼超聲(sheng)波傳感(gǎn)器的安(an)裝時🛀,其(qí)安裝位(wei)置所在(zài)的天然(rán)氣管路(lù)一定要(yao)保持在(zai)非工作(zuo)❓狀态,并(bìng)結合實(shí)際情況(kuàng),可進行(háng)斷氣作(zuò)業或2條(tiáo)支路的(de)交替切(qiē)換作業(ye)。2)超聲波(bo)傳感器(qì)的安裝(zhuāng)單元一(yī)定要和(hé)天☔然氣(qì)管路管(guan)徑尺寸(cùn)保👅持一(yī)緻,通常(cháng)情況下(xià),兩者的(de)尺寸偏(pian)🤩差應控(kòng)制在1%及(ji)以内。3)爲(wei)有效防(fang)💁止空氣(qì)或顆粒(lì)物等對(duì)換💞能器(qi)中的超(chao)聲波表(biao)面造成(chéng)幹擾,在(zài)傳感單(dān)元安裝(zhuang)中,應将(jiang)其與水(shui)平方向(xiang)的夾角(jiǎo)盡量控(kòng)制在45°以(yi)内間。4)傳(chuán)感器安(an)🤩裝位置(zhi)的上下(xià)遊管道(dào)一定要(yào)具備一(yi)定💁長度(dù)的直管(guǎn)段,其中(zhong)🍉,上遊直(zhi)管段長(zhǎng)度應控(kong)制在10D及(jí)以上,下(xia)遊直管(guan)段長度(dù)應控制(zhi)在5D及以(yǐ)上。5)超聲(shēng)波流量(liang)計☁️應盡(jìn)量安裝(zhuāng)在天然(rán)氣管道(dào)中沒有(you)阻力的(de)位置,盡(jìn)量遠離(li)⛷️變徑、閥(fa)門和彎(wān)頭等的(de)阻力構(gòu)件,這樣(yang)才可以(yǐ)有效确(que)保其測(cè)量數據(ju)的精準(zhun)性。6)對于(yú)安裝換(huan)能器的(de)位置以(yi)及管道(dao)壁反射(shè)位置,一(yī)⛹🏻♀️定要與(yu)👌焊🤞縫和(hé)接口避(bì)開。7)一定(ding)要嚴格(gé)按照規(guī)定進行(hang)換能器(qì)安裝,尤(yóu)其是對(dui)于垢層(ceng)和管道(dào)😘襯裏位(wei)置安裝(zhuang)的換能(neng)器,安裝(zhuang)時,一定(ding)要确保(bǎo)其厚度(du)符合規(gui)定的标(biāo)準🛀🏻,且換(huàn)能器和(he)垢層、管(guǎn)道襯裏(lǐ)之間不(bú)可存在(zai)間隙。8)安(an)裝過程(chéng)中,工作(zuo)人員一(yi)定結合(hé)實際情(qíng)況,采取(qu)合理的(de)方式清(qīng)♍理好🐇天(tian)然氣管(guan)道内壁(bì)上的鏽(xiu)迹,使流(liú)量計的(de)安裝位(wei)置足夠(gou)清潔,以(yǐ)免超聲(shēng)波信号(hào)受到不(bu)良影響(xiang)。9)将合适(shi)✔️的耦合(he)劑塗抹(mo)👈到超聲(sheng)波換能(neng)器工作(zuò)表面和(hé)管式輸(shu)💁送機管(guǎn)壁之間(jiān),以免✨進(jìn)入其他(ta)的傳播(bo)介質,從(cong)而使超(chao)聲波流(liu)量計的(de)👉計量精(jīng)度得到(dao)良好保(bǎo)障。
2.2超聲(sheng)波流量(liàng)計應用(yòng)策略
雖(suī)然超聲(sheng)波流量(liang)計具有(yǒu)非常高(gao)的精度(du)與可信(xìn)度,在大(dà)流量天(tian)然氣計(ji)量中十(shí)分适用(yòng)。但是在(zai)具體應(yīng)用中,爲(wèi)使其氣(qì)🈲體計💘量(liang)優勢得(dé)以充分(fèn)發揮,相(xiang)關單位(wei)與工作(zuò)人員😍一(yi)定要将(jiāng)《用氣體(tǐ)超聲流(liu)量計測(ce)量氣體(ti)流量》GB/T18604--2014标(biāo)準中的(de)相關規(guī)定作爲(wei)依據♻️,結(jie)合實際(ji)的天然(rán)氣計量(liàng)工作需(xū)求,對超(chao)聲波流(liú)量計加(jia)以合理(lǐ)應用”。就(jiù)目前來(lái)看,在通(tong)過超💁聲(sheng)波流量(liàng)計進💃🏻行(hang)氣🈲體計(jì)量的過(guò)程中,爲(wèi)有效确(que)保計量(liang)🔴精度,滿(man)足天然(ran)氣貿易(yì)工作中(zhōng)對于👅氣(qì)體測量(liang)的實際(jì)需求,相(xiàng)關單位(wei)與工作(zuo)人員應(ying)采取以(yi)下策略(lue):
首先是(shì)根據被(bei)測管道(dào)中的天(tian)然氣流(liú)速合理(lǐ)确定🚩超(chao)聲波流(liú)量🏃計的(de)檢測範(fàn)圍。通常(chang)情況下(xia),天然氣(qi)管道中(zhōng)的氣體(ti)流速在(zài)0.3~30m/s之間,具(ju)體計量(liang)時,隻有(yǒu)使超聲(shēng)🔞波流量(liàng)計的計(ji)量範圍(wei)符合這(zhe)一标準(zhǔn),才可以(yi)确保☀️其(qi)應用效(xiao)㊙️果,獲得(dé)足夠精(jing)準的計(ji)量數據(jù)🌏。基于此(cǐ),相🌏關單(dān)位與工(gong)📞作人員(yuan)一定要(yào)明确被(bei)測管道(dao)中的實(shi)際天然(rán)氣流速(su)🔴,并以此(ci)爲依據(jù)🏒來選擇(ze)和設置(zhì)超聲波(bō)流量計(jì)👉的計量(liang)🔴範圍。
通(tōng)過這樣(yang)的方式(shì),才可以(yǐ)滿足實(shi)際的氣(qì)體計量(liàng)需求,使(shǐ)👨❤️👨超聲波(bo)流量計(ji)在氣體(tǐ)計量工(gong)作中的(de)應用優(you)勢得以(yi)充分發(fā)揮。 其次(cì)是合理(li)控制噪(zào)聲對超(chao)聲波流(liú)量計的(de)影響。在(zài)超聲波(bō)流量💯計(ji)的實🔅際(ji)應用中(zhōng),超🏃🏻♂️聲波(bo)傳感器(qi)裏發出(chu)的超聲(shēng)波會将(jiang)天然氣(qì)管道中(zhōng)🤞的實際(ji)氣體情(qíng)況作爲(wèi)依據,對(dui)超聲波(bō)束産生(sheng)相應🌈的(de)反射作(zuo)用。通✍️過(guò)這種反(fan)射作用(yong)的分析(xī)之後⛹🏻♀️,超(chāo)聲波流(liu)量計便(biàn)會将相(xiang)應的數(shù)據顯示(shi)⭕給用戶(hù),從而實(shi)現🏃🏻♂️檢測(ce)結果的(de)獲取☁️。但(dan)是在這(zhè)一過程(chéng)中,超聲(shēng)波會從(cóng)天然氣(qi)管道中(zhong)的彎頭(tóu)、整流器(qì)以及閥(fa)門等☎️很(hen)多🏃配件(jian)中通過(guo),而這些(xie)位置則(ze)很容易(yì)産生和(hé)超聲波(bo)脈沖頻(pín)率相同(tóng)的噪聲(shēng),從而對(dui)超聲波(bo)的接收(shōu)結果産(chan)生⛷️不利(li)影響,嚴(yán)重的情(qíng)況下📞甚(shèn)至會使(shi)超聲波(bo)傳感器(qì)接收到(dao)的數據(ju)存在較(jiào)大誤差(chà),從而降(jiang)低氣體(tǐ)計量數(shu)據的精(jīng)👣度。爲有(you)效降低(di)此類噪(zao)聲對超(chāo)聲波流(liú)量計實(shí)際測量(liang)結果的(de)影響,相(xiang)關單🔴位(wei)與工作(zuo)人員應(ying)盡量選(xuǎn)擇平直(zhi)的、沒有(you)彎頭的(de)管道材(cái)料,并将(jiang)閥門盡(jin)可能安(an)裝到超(chāo)聲波流(liú)🏃🏻♂️量計的(de)計量範(fàn)圍之📞外(wài)。如果這(zhe)些情況(kuàng)無法避(bi)免,則需(xū)要🛀🏻選擇(ze)噪聲過(guo)濾性能(neng)足夠強(qiáng)的超聲(shēng)波流量(liàng)計進行(hang)計量。通(tong)過這樣(yang)的方式(shi),才可以(yi)讓噪聲(shēng)問題對(duì)超聲波(bō)流量計(ji)氣體計(jì)量效果(guǒ)的影響(xiang)得以有(you)效控制(zhi),進一步(bù)提升超(chao)聲🌈波流(liú)量計的(de)計量精(jing)度。
最後(hòu)是防止(zhǐ)污垢對(dui)計量結(jie)果的影(yǐng)響。因爲(wèi)天然氣(qì)管道在(zai)💜運行過(guo)程中不(bú)能進行(hang)内部清(qīng)理,所以(yǐ)在長時(shí)間應用(yong)💚之後,很(hen)多的硫(liú)化物、油(yóu)污以及(ji)髒水等(deng)污垢都(dou)将㊙️附着(zhe)在天然(ran)氣管道(dao)内壁上(shàng)。在通過(guo)超聲波(bo)流量計(ji)進行氣(qì)體計量(liàng)的過程(cheng)中,附着(zhe)在天然(rán)氣管🚶♀️道(dào)上的污(wu)垢便很(hěn)容易轉(zhuan)✍️移到超(chao)聲波流(liú)量計探(tan)頭上,并(bing)逐漸轉(zhuǎn)移至其(qi)内部,從(cóng)而對其(qi)計量結(jié)果産生(sheng)較大影(ying)響。同時(shi),這樣的(de)情況也(ye)很容易(yi)使超聲(sheng)波流量(liang)🔴計的内(nei)壁産生(shēng)反👣射活(huo)動,從而(er)對其使(shǐ)🌈用質量(liàng)造成危(wēi)害,嚴重(zhòng)的情況(kuang)下甚至(zhì)會縮短(duǎn)其使用(yong)壽🈲命。爲(wèi)避免此(cǐ)種情況(kuang)的發生(shēng),具體計(ji)量中,工(gōng)作人員(yuan)一定要(yao)定期對(dui)超聲波(bo)流量計(ji)所在的(de)天然氣(qì)管道進(jin)行清理(li),通過不(bu)同分支(zhi)管路💃🏻交(jiao)替⭐運⁉️行(háng)的形式(shì)來滿足(zú)實際的(de)天然氣(qì)傳輸需(xū)求,并使(shǐ)其管道(dào)内部附(fu)着的污(wū)垢得以(yǐ)及時清(qing)理。就目(mu)前來看(kan),天然氣(qì)管道的(de)主要清(qīng)理方法(fa)包括清(qing)管球法(fǎ)以及氣(qì)體增壓(ya)爆破法(fǎ)。具體清(qing)洗中,需(xu)根據實(shi)際情況(kuang)與.際的(de)清💘理需(xu)求選擇(ze)合理的(de)清理方(fāng)法”。通過(guò)這樣😘的(de)方式,才(cai)可以有(yǒu)效防止(zhi)污垢對(duì)超聲波(bo)計量器(qì)的不利(lì)影響,在(zài)确保其(qi)氣體計(ji)量精度(dù)的同時(shí)提升其(qí)運行的(de)穩✍️定性(xìng),并進一(yī)步延長(zhang)其使用(yòng)壽命。
2.3超(chāo)聲波流(liu)量計維(wei)護策略(lue)
在超聲(shēng)波流量(liang)計的具(jù)體應用(yòng)中,爲進(jin)一步确(que)保其應(ying)用性能(néng)與使用(yong)壽命,并(bing)得到更(gèng)加精準(zhǔn)的氣體(ti)計量結(jie)果,相關(guan)單位與(yu)運維人(rén)員一定(ding)要做好(hao)此類流(liú)量計的(de)維護工(gōng)作。就目(mù)前天然(rán)👈氣計量(liàng)工作中(zhōng)應用的(de)超聲波(bo)流量計(jì)來看,其(qi)主要的(de)維護策(ce)略包括(kuo)以🐅下幾(jǐ)個方面(mian):1)嚴格按(àn)JJG1030--2007《超聲流(liú)量計》檢(jiǎn)定規程(cheng)中規定(dìng)的檢定(dìng)周期🌏與(yǔ)檢定方(fang)法來進(jin)🌈行檢定(dìng),通常情(qíng)況下💋,此(cǐ)類流量(liàng)計的檢(jian)💋定周期(qi)最長是(shi)2年,但實(shi)際應用(yong)中📐,考💔慮(lǜ)到各方(fāng)面因素(su)的不良(liang)影響,相(xiang)關❓單位(wèi)應盡量(liàng)将其檢(jian)定周期(qī)控制在(zai)1年及以(yi)内。這樣(yàng)才可以(yǐ)❓及時發(fa)現超聲(sheng)波流量(liàng)計存在(zài)的異常(chang),并使其(qi)得到及(ji)時處理(li),以此來(lai)确保其(qí)應用效(xiao)🌈果,提升(shēng)計量精(jing)度。2)檢定(dìng)中,如果(guo)發現超(chāo)聲波流(liu)量👅計的(de)計量誤(wù)差過大(da),應及🏃🏻♂️時(shí)檢查其(qi)探頭和(he)内部的(de)污垢情(qing)況,并及(ji)時做好(hao)清理工(gong)作,以此(ci)來降低(dī)計量誤(wu)差。3)對于(yú)流量計(jì)中損壞(huài)的部件(jiàn),應視其(qi)實際情(qíng)況及時(shi)做好維(wei)❗修和更(geng)換處理(lǐ),4)檢修時(shi),技🈚術人(rén)員一定(ding)要格外(wài)注重流(liú)量計線(xian)纜及其(qí)連接接(jie)頭等的(de)檢測,使(shǐ)其供電(diàn)保持正(zhèng)常。通過(guò)這樣的(de)方式,才(cái)可以使(shǐ)超聲波(bō)流量計(ji)得以良(liang)好維護(hù),避免産(chǎn)生故障(zhàng)和誤差(cha)。5)根據GB/T30500--2014《氣(qi)體超聲(shēng)流量計(jì)使💰用中(zhong)檢驗聲(shēng)速檢驗(yan)法》中的(de)相關檢(jian)🎯測方法(fa)定期自(zì)查氣體(tǐ)超.聲🔅波(bo)流量計(jì)的工作(zuo)狀态,如(ru)果發現(xian)異常應(yīng)及時維(wei)修。表2爲(wei)氣體超(chāo)聲流量(liang)計聲速(sù)♊檢驗法(fa)技💛術要(yao)求:
3結束(shù)語
綜上(shàng)所述,超(chāo)聲波流(liu)量計是(shì)當今氣(qi)體計量(liang)工作中(zhōng)的一種(zhong)常💯用檢(jian)測儀器(qi),其應用(yòng)效果将(jiang)會對氣(qi)體計量(liang)結果的(de)精度🔅與(yǔ)相關工(gong)🔱作的開(kāi)展起到(dào)直接的(de)影響作(zuo)用。基于(yu)此,相關(guan)單位與(yǔ)技術人(ren)員💰一定(ding)要對超(chāo)聲波流(liu)量計的(de)工作原(yuán)理做到(dao)充分掌(zhǎng)握,并結(jié)合實際(jì)的氣體(tǐ)計⭐量條(tiao)件及其(qí)工作需(xū)求,對此(ci)種計量(liàng)器具加(jiā)以合理(lǐ)應用。這(zhè)樣才可(kě)以有效(xiao)保障其(qi)應用效(xiao)🏃♂️果,延長(zhǎng)其🈲使用(yòng)壽命,并(bing)爲氣體(ti)計量📐與(yǔ)其他相(xiàng)關工作(zuo)提供足(zú)夠科學(xue)、精準的(de)數據支(zhī)持。
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