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超聲波流量計：

聲波：是聲音的傳播形式。聲波是一種機械波，由物體（聲源）振動產(chǎn)生，聲波傳播的空間就稱為聲場。

在氣體和液體介質中傳播時是一種縱波，但在固體介質中傳播時可能混有橫波。人耳可以聽到的聲波的頻率一般在20赫茲至20000赫茲之間。

超聲波：是指振動頻率大于20KHz以上的，其每秒的振動次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質上是一致的，它們的共同點都是一種機械振動，通常以縱波的方式在彈性介質內(nèi)會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性。

流量計：指示被測流量和（或）在選定的時間間隔內(nèi)流體總量的儀表。簡單來說就是用于測量管道或明渠中流體流量的一種儀表，工程上常用單位m³/h，它可分為瞬時流量（Flow Rate）和累計流量（Total Flow），瞬時流量即單位時間內(nèi)過封閉管道或明渠有效截面的量，流過的物質可以是氣體、液體、固體；累計流量即為在某一段時間間隔內(nèi)（一天、一周、一月、一年）流體流過封閉管道或明渠有效截面的累計量。通過瞬時流量對時間積分亦可求得累計流量，所以瞬時流量計和累計流量計之間也是可以相互轉化的。

流量計分類：

超聲波流量計分類：

根據(jù)對信號檢測的原理，目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等類型。其中以噪聲法原理及結構簡單，便于測量和攜帶，價格便宜但準確度較低，適于在流量測量準確度要求不高的場合使用。

超聲波流量計測量原理：

氣體超聲波流量計是利用超聲脈沖在氣流中傳播的速度與氣流的速度有對應的關系，即順流時的超聲脈沖傳播速度比逆流時傳播的速度要快，這兩種超聲脈沖傳播的時間差越大，則流量也越大的原理。在實際工作過程中，處在上下游的換能器將同時發(fā)射超聲波脈沖，顯然一個是逆流傳播，一個是順流傳播。氣流的作用將使兩束脈沖以不同的傳播時間到達接收換能器。由于兩束脈沖傳播的實際路程相同，傳輸時間的不同直接反映了氣體流速的大小。

超聲波流量計結構及組成：

主要分為三部分：流量計本體、超聲換能器、Mark II電子數(shù)據(jù)處理單元，如圖所示：

流量計本體：流量計本體是經(jīng)特殊加工，用于安裝超聲換能器、MarkII電子數(shù)據(jù)處理單元及壓力變送的裝置。

超聲換能器：超聲換能器是把聲能轉換成電信號和反過來把電信號轉換成聲能的元件。

超聲波安裝與維護：

管路安裝：

1、上、下游直管段

緊鄰超聲流量計的上、下游安裝一定長度的直管段。上游條件較為理想時，要求上游直管段為10D，下游直管段為5D（推薦上游直管段為20D，下游直管段為5D）。雙向流動時，上、下游直管段均應至少10倍管道公稱直徑。

2、超聲流量計表體安裝

超聲流量計表體安裝各廠家要求各不相同，一般應保證表體水平安裝，有的還應將表體法蘭上定位銷孔與上、下游直管段相應銷孔對齊。安裝時應留有足夠的檢修空間。

3、突入物

超聲流量計的內(nèi)徑、連接法蘭及其緊鄰的上、下游直管段應具有相同的內(nèi)徑，其偏差應在管徑的±1％以內(nèi)。

4、內(nèi)表面

與超聲流量計匹配的直管段，其內(nèi)壁應無銹蝕及其它機械損傷，在組裝之前，應除去超聲流量計及其連接管內(nèi)的防銹油或沙石灰塵等附屬物。使用中也應隨時保持介質流通通道的干凈、光滑。

5、溫度計插孔

對單向流測量，應將溫度計插孔設在超聲流量計下游距法蘭端面（2～5）D之間；對雙向流進行測量，溫度計插孔應設在距超聲流量計法蘭端面至少3D的位置。

超聲波流量計的投運：

1.流量計投用以前應該按國家標準或規(guī)程進行檢定或實流校準。

2.檢查各種信號線，電源線連接完好。

3.先打開進口旁通閥，給管道緩慢充氣，然后緩慢打開進口截止閥（至少持續(xù)一分鐘），避免流量計過高壓差或過高流速，給管道緩慢加壓，達到流量計的運行壓力。注意：壓力劇烈震蕩或不當?shù)母咚偌訅簳p壞流量計。

4.檢查所有的法蘭連接處和引壓接頭及溫度傳感器的插入接頭處是否有氣體泄漏。

5.接線檢查：對照廠家提供的系統(tǒng)接線圖，檢查所有接線無誤。

7.流量計高流速不超過30m/s。

8.流量計在啟用前要求進行零流量測試，現(xiàn)場不具備條件應進行工況條件下的零流量測試（零流量測試就是關閉超聲流量計的上、下游閥門，使流過流量計的氣體流速為零，等管道內(nèi)氣體溫度穩(wěn)定后，讀取零流速讀數(shù)，每個聲道的氣體流速至少記錄30s，要求零流速讀數(shù)應小于12mm/s。）

注意事項：

1、應定期檢查信號處理單元、聲道有無故障、零流量測量是否準確、超聲換能器表面是否有沉積物等。定期收集流量監(jiān)測系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，并分析比較，以確定流量計是否存在故障。

2、超聲波流量計運行時注意聲道的效率，如果沒有達到100%，請檢查聲道。

3、長時間不使用超聲波流量計應關閉其流量計算機電源。

4、如果超聲波流量計長時沒有運行，啟動前應仔細檢查接線和各連接點有無漏氣現(xiàn)象。

渦輪流量計：

氣體渦輪流量計是一 種速度式流量計。它具有壓損小、精度高、始動流量低、抗振和抗脈動干擾性能好等特點；

氣體渦輪流量計廣泛應用于：城市管網(wǎng)燃氣的計量、工商業(yè)燃氣的計量、燃氣調(diào)壓站的計量、能源管理、流量控制等場所；

氣體渦輪流量計應用于天然氣、液化石油、人工煤氣等無腐蝕性氣體的計量。

氣體渦輪流量計可分為：普通型渦輪流量計、智能型渦輪流量計；

普通型渦輪流量計為機械式渦輪流量計，不帶溫度與壓力的補償，所顯示的流量為工況流量，而貿(mào)易結算的流量應為標況流量。因此，普通型渦輪流量計需加裝體積修正儀來實現(xiàn)工況流量與標況流量的換算；

智能型渦輪流量計為電子式渦輪流量計，帶溫度與壓力的補償，電子表頭上既顯示工況流量，又顯示經(jīng)溫壓補償后的標況流量。

渦輪流量計結構：

A、一體化整流器：用于調(diào)整流速分布，消除任何可能影響計量精度的流體擾動，對被測流體起壓縮、整流、導向作用；

B、渦輪組件：渦輪組件是渦輪流量計的核心組件，它主要包括渦輪（葉輪）、軸承、主軸、發(fā)訊裝置等部件。它的作用是根據(jù)氣體流速的大?。戳髁康拇笮。┌l(fā)出成正比的信號給流量傳感器；

C、表體：表體是流量計的關鍵承壓部件，也是流量計的外殼。根據(jù)不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼（鑄鋼）。

D、壓力傳感器：以壓阻式擴散硅橋路為敏感元件,其橋臂電阻在外界壓力作用下會發(fā)生預期變化,因此在一定激勵電流作用下,其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。它的作用是接收介質壓力并傳送給體積修正儀；

E、流量傳感器：流量傳感器根據(jù)渦輪轉速的大小接收成正比的流量信號，并把流量信號發(fā)送給體積修正儀；

F、溫度傳感器：以PT100鉑電阻為溫度敏感元件,在一定溫度范圍內(nèi),其電阻值與溫度成對應關系。它的作用是接收溫度信號并發(fā)送給體積修正儀；

G、加油裝置：加油裝置的作用是定期對渦輪組件的軸承進行潤滑，以保證軸承的良好性能與使用壽命；

H、體積修正儀：體積修正儀由流量檢測數(shù)字通道以及微處理單元、液晶驅動電路和其它輔助電路組成，并配有外輸信號接口。它的主要作用是將檢測到的流量信號、壓力信號、溫度信號通過微處理單元計算得出標況流量。

渦輪流量計工作原理：

當流體流入流量計時，在進氣口專用一體化整流器的作用下得到整流并加速，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產(chǎn)生轉動力矩，在克服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開始旋轉。在一定的流量范圍內(nèi)，渦輪旋轉的角速度與流體體積流量成正比。根據(jù)電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同軸轉動的信號輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經(jīng)放大、濾波、整形后進入流量積算儀的微處理單元進行運算處理，并把氣體的體積流量和總量直接顯示于LCD屏上。

流量計選型時，首先要按照理想氣體狀態(tài)方程把標況流量轉化成工況流量，再對照流量計的流量范圍選擇合適的口徑。

根據(jù)克拉伯龍方程：PV/T = ZnR（Z為壓縮系數(shù)）

例：已知某一供氣管線的實際工作壓力為（1～1.5）MPa，介質溫度為（-10～+40）℃，供氣量為（4000～9500）Nm³/h。當?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa，要求選擇合適的流量計口徑。

分析：由于流量計技術參數(shù)表中給出的流量范圍為實際工作狀態(tài)下的流量范圍，即工況流量。因此需將標況流量換算成工況流量，再根據(jù)計算結果選擇合適的流量計口徑。

計算：根據(jù)公式（1）可知：當介質壓力低、溫度高（估算可不考慮天然氣壓縮因子的影響），并處于供氣高峰時具有大的體積流量，所以有：

同理，當介質壓力高、溫度低時，并處于供氣低谷時具有小體積流量，所以有：

即工作狀態(tài)下介質的流量范圍為（227.2～933.7）m³/h。

渦輪流量計安裝要求：

流量計安裝時，嚴禁在其進出口法蘭處直接進行電焊，以免燒壞流量計內(nèi)部零件；

對于新安裝或檢修后的管道務必進行吹掃，去除管道中的雜物后方能安裝流量計；

流量計應安裝在便于維修、無強電磁場干擾、無機械振動以及熱輻射影響的場所；

流量計不宜用在流量頻繁中斷和有強烈脈動流或壓力脈動的場合；

流量計應確保與管道同軸，并防止墊片突入管道內(nèi)，否則會擾亂流動剖面；

流量計流體流動方向應與殼體上標識的方向一致，在流量計的上、下游管道應保證有2DN和1DN的直管段；

采用外電源時，流量計必須有可靠接地，但不得與強電系統(tǒng)共用地線；在管道安裝或檢修時，不得把電焊系統(tǒng)的地線與流量計搭接。

由于流量計需維修與標定，故為了保證正常供氣，宜設置旁通管路。在正常使用時必須關閉旁通管道閥門；

在管道施工時，宜考慮安裝伸縮管或波紋管，以免對流量計造成嚴重的拉伸導致斷裂；

流量計室外安裝時，上部應有遮蓋物，以防雨水浸入和烈日曝曬影響流量計使用壽命；

流量計安裝時，宜在流量計前加裝配套過濾器（過濾精度建議≤20μm）。

流量計投入運行時，應先緩慢開啟流量計上游閥門（不少于15秒），然后再緩慢開啟流量計下游閥門，以免瞬間氣流過急而沖壞渦輪；

當流量計需要有信號遠傳時，應嚴格按3.5電氣性能指標要求接入外電源（+12～+24VDC），嚴禁在信號輸出處直接接入220VAC（或380VAC）電源；

使用過程中，用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的連接方式和任意改動各引線接口；

流量計使用（或管道安裝完畢進行密封試壓）時，應注意流量計壓力傳感器所能承受的大壓力，應在該壓力以下進行試壓。

對于渦輪流量計日常應巡查的內(nèi)容：

1、看顯示屏：觀察總量、瞬時、溫度、壓力、電池電量是否正常。如異常及時上報處理。

2.聽流量計運行聲音，（方法）流量計正常運行時應無雜音，如有較大異響，則可判斷為機芯軸承損壞（舉例）。需及時上報處理。

3.數(shù)據(jù)對比，統(tǒng)計前3-5天的輸出量如無較大變化則流量計運行正常，如逐次有明顯的遞減現(xiàn)象則說明流量計渦輪、過濾器存在問題。需及時上報處理4.流量計加注潤滑油

1）儀表加油是儀表日常維護工作中一個重要環(huán)節(jié)，加注潤滑油主要針對儀表軸承；潤滑油可以起到保護儀表軸承，降低摩擦力，降低磨損，延長儀表運行周期的作用；

2）定期加注潤滑油可以有效降低儀表維修率，降低維修成本；

3）保證儀表的計量準確度。

如何加油？

1）加油周期：

a）根據(jù)廠家說明書進行儀表加油；（10-15次，以目前儀表運行環(huán)境來看很難做到）。

b）主要根據(jù)實際工作環(huán)境給儀表加油；一般1到3個月一次；

c）根據(jù)儀表型號、輸氣量進行不定時加油；聽儀表運行聲音加油。

2）加油方法：

a）渦輪流量計；

停氣加注或在流量低峰時加注；根據(jù)流量計型號加注。DN50型加油杯的?；DN80—100加注?；DN150以上加注滿杯即可。

3）過濾器定期排污

a）意義，流量計與過濾器是一套密不可分的設備。它起到過濾雜質，保證儀表在潔凈的環(huán)境下運行，起到延長使用周期，延長儀表運行壽命的作用。通過排污可及時了解流量計的運行環(huán)境，為流量計保養(yǎng)提供數(shù)據(jù)。

b）周期，根據(jù)實際情況1-3個月排污一次。

儀表保養(yǎng)及配件更換--以更換軸承為例：

1、拆表頭支撐、拆流量、溫度接線，拔插頭；

2、拆導油管接頭，油針壓帽取出油針；

3、拆進口擾流器；

4、拆出口整流器壓環(huán)

5、拆流量、溫度傳感器

6、從出口取出整流器、機芯

7、取出機芯油針、拆葉輪、拆后蓋螺栓取出機芯

8、將上述配件清洗干凈，更換新軸承。清洗油泵。按步驟進行回裝。