《天然气计量仪表》PPT课件

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1、主要内容超声波流量计涡轮流量计质量流量计超声流量计20世纪80年代初，时差法超声流量测量技术开始完善。90年代初，随着电子信号处理技术的发展和多声道流量测量技术的引入，超声流量测量准确度大大提高，开始具备非纯净流体的精确测量能力，并在大流量气体中广泛应用，伴随GB/T18604-2001的实施，我国在西气东输工程开始大量使用超声流量计。90年代后期，5声道液体超声流量计进入市场，开始应用于液态烃贸易计量。经过多年工业应用和实践检验，API于2002年10月制定了采用时差法超声流量计测量液态烃的技术标准草案，2005年1月转为正式标准API

2、MPMS5.8。超声波流量计的基本原理超声波流量计的基本原理用于天然气流量测量的超声流量计使用的是时间差法。图1为直射式超声流量计的工作原理示意图。在管壁两边安装一对斜角为的超声换能器，两个换能器同时或定时向对方发射和接收对方的超声信号。图1工作原理图衬垫材料导电体压电晶体Disk耦合层壳体24V输入电压输出120KHz输入120KHz输出超声波流量计探头超声探头工作原理图时间直通式原理的技术特点声波由一个探头发射另一个接收，不经管壁反射声波由上游向下游传输的时间(由于声波被气流推动)小于声波由下游向上游传输的时间(声波被气流反向阻挡)

3、这两个时间之差与气流的速度存在某种对于关系从上下游测得的传输时间可以计算出气流的平均速度和声波的速度脉冲发生器接收单元检测单元时钟本安型传感器信号检测回路100MHz晶振120kHz超声波信号(大大给予调节阀的干扰频率60kHz)时间直通式测量原理传输时间.004LFlowXD传输时间.007.003超声波流量计任意一对传感器t1=Lc-v(x/L)t2=Lc+v(x/L)LFlowXD高级超声波流量计流量方程或流量从上述方程中求出v=L2x(t1-t2)t1t2c=L2(t1+t2)t1t2v=流体速度c=声速t1=上游传输时间t2=下

4、游传输时间2流量方程或L(X)=上下游换能器之间的距离流量与流体的流速和截面积有关流量=流速*截面积流速测量式中：q——流体在管道中的工况流量；A——管道横截面积。由此可见，超声流量计的测量精度取决于声道长度L和时间测量准确度。Tup=Lc-v(x/L)Tdn=Lc+v(x/L)FlowXDL/2L/2反射型超声波流量计流量方程超声波流量计结构根据换能器多少，目前气体超声流量计有一至六声道流量计；根据超声波在管壁上的反射情况，又可分为直射、单反射和双反射三种。结构—单声道流量计一般都采用单反射技术，计量不确定度为:1.0~2.0%。结构—

5、单声道流量计一、超声流量计的结构插入式单声道超声流量计反射式或叫折射式对射式或叫直射式LFlowXD结构—双声道流量计Daniel采用的是直射技术；Instromet采用的是双反射技术；Controlotron采用的是单反射技术。双声道气体超声流量计不确定度为1.0~1.5%。结构—双声道流量计结构—双声道流量计结构—三声道流量计Instromet采用的是一个单反射和两个双反射技术，Controlotron采用单反射技术，不确定度为0.7~1.0%。结构—三声道流量计结构—四声道和五声道流量计四声道流量计：Daniel采用的是直射技术，不

6、确定度为0.5%左右。五声道流量计：Instromet公司推出产品，有三个声道采用单反射技术，两个声道采用旋转方向相反的双反射技术，对旋涡流的流量测量准确度较高，不确定度为0.5%左右。结构—四声道流量计结构—五声道流量计结构—五声道流量计Faure-HermanKorohnDanielControlotron超声流量计DanielUltrasonicSlide27流体剖面特性PowerlawvelocityprofileN=5N=7N=9N=11N=15GasvelocityisafunctionofpositioninpipeV(r)

7、=Vo(1-r/ro)1/n对不同流态的气体进行动态补偿DanielUltrasonicSlide28将流速简化为三个区域ProfileandAreaRepresentationDanielUltrasonicSlide29每个声道所代表的流速与平均流速的对应关系IndividualPathVelocityisAverageforthatPathDanielUltrasonicSlide30通过圆心的声道对流态的曲解不同流体形态，测得速度却是相同的测得的速度夸大了气体流动的平均速度由于角度造成的错误DanielUltrasonicSlid

8、e31平行的四声道测量流速每个声道不通过圆心，减少对流态的夸大平行的四个声道互相补偿，有效测量流速多通道流量计算流量计算的步骤测量每个通道的声波传输时间计算每个通道的速度计算平均速度流速乘以截