天然氣動(dòng)作一種能源和化工原料，準(zhǔn)確地進(jìn)行流量計(jì)量是企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)闡發(fā)、縮短運(yùn)行成本的環(huán)節(jié)，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。是備受供需雙方體恤的環(huán)節(jié)。中國石油天然氣有限公司與拙劣各用氣城市生意結(jié)算的計(jì)量辦法是五花八門的，西氣東輸工程中的上游及南京等拙劣城市，廣泛接納超聲波流量計(jì)，由于它具有精度高、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)處。為了得志西氣東輸工程的苦求，我國于2001年編制了國度尺度GB/T
18604-2001《用氣體超聲波流量計(jì)測量天然氣流量》。
1事業(yè)原理與特質(zhì)
1.1事業(yè)原理

超聲波流量計(jì)是訂交檢測流體流動(dòng)對(duì)超聲束（或超聲脈沖）的作用，測量體積流量的速度式流量儀表。測量原理有傳播光陰差法、多普勒效應(yīng)法、波束偏移法、關(guān)連法、噪聲法。天然氣超聲波流量計(jì)的測量原理是傳播光陰差法（見圖1）。在天然氣管道中安設(shè)2個(gè)能發(fā)送和交還超聲脈沖的傳感器形成聲道。2個(gè)傳感器輪流發(fā)射和交還脈沖，超聲脈沖相對(duì)于天然氣以聲速傳播。沿聲道順傳頌播的超聲脈沖的速度因被測天然氣流速在聲道上的投影（與其偏向一致）而拉長，而沿聲道逆?zhèn)黜灢サ某暶}沖的速度因被測天然氣流速在聲道上的投影（與之偏向相反）而減少。這樣就索取超聲脈沖在順流和逆流偏進(jìn)取的傳播光陰：
（1）
（2）
式中t1——沿聲道順傳頌播的超聲脈沖的傳播光陰，s
t2——沿聲道逆?zhèn)黜灢サ某暶}沖的傳播光陰，S
L——聲道長度．m
c——被測介質(zhì)中超聲脈沖的聲速．m/s
vm—被測介質(zhì)的流速，m/s
φ——被測介質(zhì)流動(dòng)偏向與聲道之間的夾角，rad
由式（1）、（2），無妨推導(dǎo)出被測介質(zhì)流速的籌劃式：
（3）
由式（3），被測介質(zhì)中的聲速在式（3）中被消去，解釋被測介質(zhì)的流速與被測介質(zhì)的性子無關(guān)。
1.2特質(zhì)
①
天然氣超聲波流量計(jì)有用于高壓、大口徑、大流量的工況，但對(duì)小流量、尤其是拐點(diǎn)流量（zui大流量的10%）以下的流量段應(yīng)慎用。
②
天然氣超聲波流量計(jì)不受氣體流向的影響，能以一致的準(zhǔn)確度進(jìn)行雙向流量計(jì)量，無壓力害處，無調(diào)度部件，無過載被破壞的激化，維修量小，主動(dòng)化水準(zhǔn)高。
③
對(duì)息爭廠家出產(chǎn)的天然氣超聲波流量計(jì)，聲道越多，計(jì)量精度越高，性能越穩(wěn)固。若是其中1條聲道浮現(xiàn)窒塞，流量計(jì)會(huì)秉承用其他聲道測量，并更換掉窒塞通道的測量數(shù)據(jù)。報(bào)警器將對(duì)窒塞情形發(fā)出報(bào)警，但流量計(jì)仍可準(zhǔn)確運(yùn)行。
④
大口徑、多聲道的天然氣超聲波流量計(jì)計(jì)量精度高（±0.5%），量程比寬，抗滋擾才華較強(qiáng)。
⑤
對(duì)于上游無整流器的多聲道天然氣超聲波流量計(jì)，它的上游需長10倍管徑的直管段，拙劣需長5倍管徑的直管段。
⑥天然氣超聲波流量計(jì)的儀表系數(shù)可依據(jù)管道及聲道等的幾何尺寸籌劃求得，即可接納干式檢定。
2檢定

依據(jù)法則，用于生意結(jié)算的計(jì)量量器屬于勸誘檢定范疇，必須進(jìn)行周期檢定，執(zhí)行國度有關(guān)的計(jì)量檢定規(guī)程或尺度。對(duì)于不必勸誘檢定的天然氣超聲波流量計(jì)，也可接納干式檢定，若在供貨合同中無實(shí)流校準(zhǔn)的苦求，天然氣超聲波流量計(jì)出廠時(shí)廠家合股只作干式檢定。
2.1干式檢定

流量計(jì)的干式檢定并不是校準(zhǔn)，因?yàn)檫@種方法不是依據(jù)與某一尺度或基準(zhǔn)相比來檢討測量效果并進(jìn)行必要的排解，所以用“檢定”一詞較為適當(dāng)。管道及聲道的幾何尺寸無妨準(zhǔn)確測定。利用電子線路和高質(zhì)量的石英晶體振蕩器，無妨以*的精度與被動(dòng)性進(jìn)行光陰的測量，但干式檢定要成為*的尺度還需進(jìn)行巨額研討驗(yàn)證。干式檢定方法首要包孕以下步驟。
①流量計(jì)幾何尺寸的測量

為安分流量計(jì)的精度，聲道長度L和聲道與被測介質(zhì)流速的夾角φ是額外重要的根基參數(shù)，接納高性能的裝備切實(shí)限定測量公差，無妨訂正精度。
②電子線路與傳感器性能測試

一方面檢測其性能指標(biāo)是否順應(yīng)設(shè)計(jì)法則苦求，另一方面復(fù)核其性能指標(biāo)被動(dòng)性．即電子部分的被動(dòng)度是否得志苦求。
③零流量檢討

在流量計(jì)兩端銜尾盲法蘭．測量管內(nèi)不會(huì)有任何氣體流動(dòng)，而且整個(gè)聲道上測得的氣速都應(yīng)為0。只要流量計(jì)被間隔，這一測試即可在事實(shí)管道中進(jìn)行。然而依據(jù)事實(shí)經(jīng)驗(yàn)，間隔法的性能并不總是很好，即使很小的流露量也能活存雖小但可測量的氣體流量。若是進(jìn)行在線測試，必要要突出器重幸免上述因素引起的誤導(dǎo)，還有因溫度梯度引起的流體對(duì)流也很減省被誤覺得是氣體流動(dòng)。
④聲速檢討

聲速檢討既可動(dòng)作功效測試，也可動(dòng)作校驗(yàn)的一項(xiàng)內(nèi)容。當(dāng)想要對(duì)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)流檢依時(shí)，只需進(jìn)行功效測試，用裁減空氣或N2，就可開工。當(dāng)進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，需求用已知構(gòu)成的氣體對(duì)流量計(jì)進(jìn)行測試，合股選擇N2。為了對(duì)現(xiàn)有壓力和溫度下企盼索取的聲速進(jìn)行切實(shí)的籌劃，還需安設(shè)切實(shí)的溫度和壓力測量裝置，需器重，進(jìn)入熱平衡形態(tài)需求有滿盈的光陰。察看到的聲速與聲速的企盼值的對(duì)比效果，會(huì)袒露聲道長度的某種誤差。單聲道測得的聲速大致略有鑒識(shí)，但其平均值將額外緊密企盼值。合股情形下，測量值與企盼值之間的鑒識(shí)緊密0.1%
。這一測試也無妨在事實(shí)管道中進(jìn)行，環(huán)節(jié)的是要知道測試時(shí)氣體的切實(shí)構(gòu)成，同時(shí)還必須進(jìn)行切實(shí)的溫度和壓力測量。
2.2實(shí)流校準(zhǔn)

實(shí)流校準(zhǔn)是將超聲波流量計(jì)與一個(gè)計(jì)量尺度或參考尺度進(jìn)行對(duì)比，以此判斷流量計(jì)的準(zhǔn)確度。與流量計(jì)進(jìn)行對(duì)比的尺度裝置及其成全測量儀表都應(yīng)順應(yīng)國度尺度。實(shí)流校準(zhǔn)的優(yōu)處在于無妨減少因超聲波流量計(jì)聲道長度、聲道角度、管內(nèi)徑和聲道地位等誤差所造成的流量測量誤差。超聲波流量計(jì)的用戶能索取實(shí)在解釋流量計(jì)準(zhǔn)確度的計(jì)量及格證書，同時(shí)能對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行排解，減少其相對(duì)于檢定裝置的校準(zhǔn)測量誤差或舛訛。

用超聲波流量計(jì)測量天然氣流量時(shí)，氣體壓力和溫度變革城市對(duì)測量效果的準(zhǔn)確度活存影響。從須臾歐美國度所做研討實(shí)驗(yàn)來看，在1.4～6.9
MPa的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，zui倒霉的情形是壓力每變革0.7MPa，流量計(jì)的準(zhǔn)確度相差0.1%
。對(duì)DN200mm和DN300mm的流量計(jì)，壓力每變革4.5
MPa，準(zhǔn)確度相差0.4%，溫度每變革16.7℃，準(zhǔn)確度相差0.1%
。因此，為安分氣體超聲波流量計(jì)的性能，必須在緊密事實(shí)運(yùn)行工況條件下對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)。
依據(jù)我國尺度GB/T
18604-2001《用氣體超聲波流量計(jì)測量天然氣流量》附錄A出廠測試苦求，超聲波流量計(jì)出廠必須做幾何尺寸測量和零流量檢驗(yàn)測試，而對(duì)于實(shí)流標(biāo)定則法則，為減少流量計(jì)的測量誤差，出廠前可進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)[1]
。另依據(jù)《中華平民分散國進(jìn)口計(jì)量器具監(jiān)視治理辦法實(shí)踐細(xì)則》，參預(yù)《中華平民分散國依法治理的計(jì)量器具目錄》的進(jìn)口計(jì)量器具，在販賣之前必須經(jīng)省級(jí)當(dāng)局計(jì)量行政部門檢定。內(nèi)地不成檢定的，向*計(jì)量行政部門申請(qǐng)檢定。未經(jīng)檢定及格的，不得販賣。依據(jù)此法則，進(jìn)口流量計(jì)在販賣之前均必須進(jìn)行檢定。

須臾海內(nèi)利用的超聲波流量計(jì)的實(shí)流標(biāo)定，是在美國進(jìn)行的，檢定費(fèi)用另外籌劃。對(duì)拙劣用氣城市，凡是合同中未邃曉苦求實(shí)流標(biāo)定的，供貨商均未供給此項(xiàng)委派，如苦求標(biāo)定，費(fèi)用另行結(jié)算。

供貨商供給的交貨材料只供給出廠測試知照，而沒有國度*計(jì)量檢定部門出具的檢定知照。超聲波流量計(jì)出廠做干式檢定，精度小于0.5%則及格。實(shí)流標(biāo)定是用于生意結(jié)算計(jì)量的流量計(jì)必須做的，我國首要天然氣流量計(jì)量站的檢測才華見表1。
表1天然氣流量計(jì)量站的檢測才華
項(xiàng)目計(jì)量站1計(jì)量站2計(jì)量站3
原級(jí)尺度次級(jí)尺度原級(jí)尺度次級(jí)尺度原級(jí)尺度次級(jí)尺度
流量檢測方法鐘罩法臨界流噴嘴法Mt法臨界流噴嘴法PVTt法臨界流噴嘴法
不總則度/%0.100.250.100.250.200.50
事業(yè)介質(zhì)空氣空氣、天然氣天然氣天然氣天然氣天然氣
工況流量范圍/（m3.h-1）10.0-1500.01.0-4600.00.5-320.05.0-6000.00.5-400.01.0-1500.0
zui大檢定口徑/mm—300—400—250
zui高事業(yè)壓力/MPa0.42.04.03.81.01.0
檢定辦法離線實(shí)流在線實(shí)漂泊線實(shí)漂泊線實(shí)漂泊線實(shí)漂泊線實(shí)流
3結(jié)語

超聲波流量計(jì)與須臾廣泛利用的孔板流量計(jì)相比，有許多優(yōu)處，如編制根基投入較低、雙向測量、巨額程比、無壓損、無活動(dòng)部件和高精度等。孔板流量計(jì)已利用多年，具有尺度化水準(zhǔn)高、利用簡單穩(wěn)固、合股無特殊苦求時(shí)不必標(biāo)定等特質(zhì)，可與超聲波流量計(jì)互補(bǔ)利用。隨著我國各項(xiàng)法律、法規(guī)的擬訂和周備，突出是標(biāo)定內(nèi)容和光陰的邃曉，隨著我國天然氣的進(jìn)一步興家，超聲波流量計(jì)在天然氣規(guī)模中的應(yīng)用遠(yuǎn)景看好。