超声波流量计范文

导语：如何才能写好一篇超声波流量计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：超声波；流量计；应用；研究

中图分类号：U467.4+6文献标识码：A 文章编号：

1 超声波流量计的原理

超声波流量计的测量原理主要分为两种类型，一种是利用超声波在穿过介质的过程中，介质的微粒会将对超声波产生一定的反射作用，从而产生多普勒效应。这种利用超声波通过介质后产生的多普勒效应检测流量的流量计被称为多普勒流量计或超声波流量计。测量的另一种方法是利用超声波在穿过介质后，介质对超声波传播速度所产生的影响来测量流量，此类流量计被称为声波时差流量计。在多普勒流量计工作的过程中，超声波发生装置产生的超声波被发射到管道当中，管道中的介质可以反射超声波，通过收集这些粒子的多普勒频率就可以测出管道内介质的流量。声波时差流量计是通过分别计量出超声波在顺流方向、逆流方向的传播时间差来测量出相应的管道内流体的流量。超声波流量计作用的发挥靠的是流量计硬件和软件共同完成，其中超声波流量计在操作的过程中涉及的主要硬件有：超声波流量计的工作电路、流量计的壳体、传输线路、计算机和超声波发生和传感器等。

2 超声波流量计的应用

2.1 液体测量

不同类型的超声波流量计的基本工作原理虽然大体相同，但是如果从结构参数等方面对其进行细分，还是可以将超声波流量细分为多种类型。在超声波流量计的工作过程中，如何选择信号传感器的位置，采用何种安装方式，都会对超声波流量计的测量精度造成巨大的影响。首先，为了能够保证超声波测量管道内的流体是平行流动的，工作人员必须要设置一定长度的直管段。就现阶段操作的实际情况来看，超声波流量计的前方一般都需要设置至少长于十倍管径的直管段；在超声波流量计的后方，一般会设有至少长于五倍管径的直管段。在对超声波流量计进行安装的过程中，必须要保证实际安装的位置符合设计与规范所提出的要求。同时，超声波流量计的传感器的安装方向要与直管的方向形成夹角，并将角度控制在45°的范围内。另外，在安装超声波流量计的过程中，工作人员要尽可能避免将其安装在管道的接口处以及存在焊接的地方。

2.2 燃气测量

目前，国内燃气公司的用户基本可分为工业、商业、民用、公福用户四种类型，这些用户在城市的分布较为散乱，需求也各有不同，总体来看，其特征主要为：中小流量、低压、管理薄弱、安装条件恶劣，所以燃气公司对于操作、维修与管理有着较高的要求。超声波流量计在燃气流量测量工作中的优势表现在以下几个方面：

（1）精确度与重复性

精确度属于外加特性，重复性则由设备的原理与制造工艺所决定，相对于其它类型的流量计而言，超声波流量计无论在重复性还是由此计算出的精确度方面，都占据着更多的优势，其中，在燃气系统的超声波流量计中广泛采用的“传播时间倒数”法是保障测量精度的重要因素，它能够将精度控制在±1%R～±2%R的水平。

（2）压力损失与量程比

压力损失是衡量设备能量消耗水平的技术经济指标，用以反映介质因装置而损失的机械能，超声波流量计并不包含任何的阻碍介质运动的部件，所以压力损失极低；量程比则是测量的最大、最小范围的比值，其值越大，工艺条件改变对设备使用所造成的影响就越低，与同等口径的罗茨流量计、涡轮流量计相比，超声波流量计的量程比要高出300%~600%的水平。

（3）经济性

经济性主要包括购置、运行、校验、维护、备品费等指标，同时，也会受到流量计的可靠性、使用性能、使用寿命等因素的影响。目前，小口径的超声波流量计已经开始投入国内市场，相比于传统的流量计开始具有更高的优势。同时，超声波流量计不需要添置其它的附属设施，运行中的介质压损几乎到了可以忽略不计的水平。另外，超声波流量计并不包含任何可动不见，维护保养简便，且耐油污性、耐灰尘性能优越，因不需配置过滤器，所以也不需要进行频繁的清洗。

2.3 日常检测

为了能够保证流量计的测量精度，工作人员要定期使用高精度的流量计对待检查流量计进行对比测量，然后计算被检测超声波流量计存在的误差。整个检测工作需要在同一时间测量多组数据，在对所获得的结果进行分析的基础上，计算出所需的流量修正系数，从而为测量的精确度提供更多的支持和保障。若流量计的安装已经过去了一段时间，工作人员应根据相关制度的要求对其进行定期复查，检查投入使用的超声波流量计是否存在安装松动等问题，并对其进行必需的清洗，使之能够长时间处于最佳工作状态。

3 结语

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关键词：便携式超声波流量计；传感器；安装参数

随着新水法的颁布实施，各地对于大水量的计量极为重视，各地水务集团（自来水公司）及水库加强了进、出水量的管理。相应的措施有：一、加强管道的维护，防止跑、冒、滴、漏现象的出现；二、在最基本的贸易结算单位安装高精度流量计，例如医院、学校、政府机关等个体单位。在这种情况下，对于计量部门就提出了一个新的问题，那就是安装在个体单位的高精度流量计首次检定后的再次检定问题。目前国内的经济能力及环境条件很难做到在一条管道上串联两套流量计以便随时拆下检定，所以国内普遍采用方法是便携式超声波流量计在线校准。

在便携式超声波流量计的使用过程中会碰到很恶劣的工作环境，例如被检流量计附近缺乏必要的直管道；被检管道内壁结锈、垢过多；被检流量计显示部分与标准器相隔太远；管道内液体温度过高等，以上问题是在实际校准过程中经常碰到的。

本文将详细介绍正确使用便携式超声波流量计的方法，以便快速灵活的使用便携式超声波流量计。以下主要针对水计量。

说明：

1、水计量：指单相，给水浊度小于10 000mg/L，排水悬浮物小于1 000mg/L并充满管道的水计量。

2、以下的流量计如不做特殊说明，则专指便携式超声波流量计

一、流量计传感器的选择

对于超声波流量计来说，传感器（又称超声换能器或传感器探头）分为大、中、小或低、高温等不同的类型。一般情况下，便携式超声波流量计都为单路斜束式流量计（只有一对传感器的流量计），对于不同的管径要有不同的传感器类型，因为管径越大就需要更大的超声波强度，则要选择大型的超声传感器。所以，流量计一般都配有几套大小不同的传感器，以便在不同管径时使用，例如日本富士的流量计，美国康创的流量计，都有配合不同管径的传感器。当然，也有不区分管径大小的流量计，例如美国宝丽声的流量计。

另外，对于特殊流体，如污水，要使用多普勒超声波流量计（由于不涉及本文，不做过多介绍）；对于高温水，我们一定要测量外管道的温度并查看流量计产品说明书，查看传感器是否适合使用，因为传感器的温度限一般为0～50℃或0～150℃，如果流体温度超过上限，就不能对其测量。

二、流量计安装位置的选择

对于速度式流量计来讲，都有严格的安装位置的要求，超声波流量计也不例外。通常情况下，要按照图（1）及表（1）的要求：

图（1） 流量计安装地点的选择

表（1） 最短直管段长度

阻力件 上游侧 下游侧

90弯头

T字型弯头

渐扩管

渐缩管

阀门

流量调节阀在上游

流量调节阀在下游

泵

注：表中的D为管道内径

在实际的校准过程中，我们会碰到缺乏直管道长度的问题，为了校准被检流量计，我们就要在被校流量计的上下游寻找符合要求的直管道，但为了避免与被较流量计的流量不同步，不要与被校流量计距离过远。

三、传感器的安装参数

超声波流量计是根据传播速度差法来测量流量的，其传感器的安装方式及安装距离直接受管道直径、管道壁厚、管道材质、管道管衬、流体类型所决定，因此我们要在传感器安装以前确定以上几个参数。

1.管道外直径测量

围尺法：对于大管径管道，要用卷尺将管道围住，测量出周长，再计算出管道外直径大小（方法可采用立式金属罐测量圆周的方法，但不要求过于苛刻）。

直接法：对于小管径管道，可直接用卡尺测出管道外直径。对于大口径管道，也可自行制作大口径卡尺直接测量出管道外直径。

如图（2）：

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关键词：流量计　工况条件　标准条件

中图分类号：TB97

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）007-016-02

1 前言

在《流量测量方法和仪表选用》一书中说：“有人调查美国装用的千余台流量仪表，发现约60%所选择的测量方法不是最合适的或使用不正确，这60%中的约60%虽然采用了合适的测量方法，却错误的布置和安装，由此可见正确选择和使用流量仪表并非易事”。书中又说：“要正确和有效地选择测量方法和仪表，必须熟悉仪表和使用流体特性这两方面，同时还要考虑经济因素。归纳起来有五个方面的因素，即性能要求、流体特性、安装要求、环境条件和费用，即使经验丰富的工程师，综合这些因素提出最优方案亦非易事”。

从原则上讲，最适合的流量计就是最好的流量计。如果只需知道管道中的流体是否正常流动，如果没有测量精确度的要求，就可以选择价格低廉使用可靠成本较低的流量计即可。但对测量精确度要求很高，用于特殊介质或特殊工作条件、差价不大、可比性较强的流量计，选择起来就不那么容易了，本文将对电磁流量计和超声波流量计这两种可比性很强的流量计，通过基本原理特性和基本技术性能的比较和浅析，来阐述在选择时应该注意的一些地方。

2 电磁流量计和超声波流量计的基本技术性能比较

电磁流量计和超声波流量计基本技术性能比较见表1。

表1中两种流量计的基本技术性能有些比较直观易解，需要说明的是确定流量计精确度的参考流动条件和这两种流量计的特性。因为无论采用那种确定流量计精确度的方法，都必须溯源到原始标准的精确度，而原始标准的精确度又是建立在有关标准规定的参考流动条件下确定的。

美国著名流量专家米勒编著的《流量测量工程手册》一书中全面归纳出“参比”（编注：参考文献[5]）流动条件的含义是：

(1)具有充分发展的层流或紊流的速度分布，无旋涡并且是与轴对称的（围绕管道的中心轴线是对称的）。

(2)为牛顿流体。

(3)为充满圆管的均匀单向流体。

(4)为定常流。

(5)对于因温度、压力变化所引起的尺寸变化或其它已知系统误差，已进行了流量计算的校正。

如果现场流动条件偏离了参比流动条件，就会给测量带来附加误差，偏离参比流动条件的因素叫影响量。速度分布的失常，非均相流，脉动流和气穴是影响各种流量计测量特性的四个主要影响量。一种影响量所造成的误差程度与该流量计对这种影响量的敏感度，以及是否能进行流量计算的修正有关。

在各种影响量中，速度分布是最重要的，也是最少被人理解的一种影响量。旋流、非牛顿流体和轴向不对称的速度分布对流量计特性的影响，不仅是难以分析的，而且在实验室中也很难再现。要弄清速度分布对流量计特性的影响，首先要了解与速度分布有关的术语涵义。

(1)速度分布：在管道横截面积上流体速度轴向矢量的分布模式。

(2)充分发展的速度分布：一种一经形成则从流体流动的一个横截面积到另一个横截面积不会发生变化的速度分布，它通常是在足够长的管道直管段末端形成。

所以在确定流量计精确度时，都必须是在同一标准状态下进行才具有可比性。下面分别将电磁流量计和超声波流量计的基本特性进行对比说明。

3 电磁流量计的基本特性

电磁流量计近20年来获得迅速发展，占有量跃居前三名。随着先进技术的发展应用，电磁流量计的优点得以充分发挥，缺点和局限性得以弥补和改进。其优点是：

(1)传感器结构简单，无活动部件和阻碍流体流动的扰动件，不会发生管道堵塞。可以测量污水、泥浆、悬浮物，也可测量食品、药浆类需要卫生条件的流体。无压力损失，即使是大口径耗电量也仅有20瓦左右，属于节能环保性仪表。

(2)转换器通用性强、工作可靠、具有互换性、功能具有多样性、可选择性、显示和输出方式多种多样。可以适用不同用户的需要，特别是智能型电磁流量计，具有可编程的输出功能，各种数字通信方式，小信号可予切除，具有自检和自诊断功能，可方便地进行参数设定、编程等。性能稳定、可靠、检修简便。

(3)传感器衬里和电极材料有多种选择，可适应不同的介质，耐磨损、耐腐蚀。测量信号不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。采用沉浸结构可在水下工作。采用防爆性，可以在相应的有爆炸危险的场所工作。

(4)测量范围度宽,从原理上讲，它的流量方程式是线性的，每个量程中可以达到线性范围50：1。对于同一台表，可以达到的测量范围度2500：1，这是其它流量计无法比拟的。

它的缺点是不能测量气体、蒸汽和含有大量气泡的液体，不能测量石油及其制品等不导电液体，受衬里材料和电气绝缘材料的温度限制，目前不能测量高温流体（有的厂家限定200℃以下，有的是150℃以下）。

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关键词：超声波流量计；案例运用；流量测量

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0117-02

1 超声波流量计测量原理概述

1.1 超声波流量计基本原理

在流动流体中流体的运行速度与超声波的传播速度之间存在着一定的关系，与固定坐标系相比，超声波的顺流中的传播速度远远大于在逆流中的传播速度。为了更好地对流量速度进行测量，首先需要准备一个能够发射超声波的超声波探头（即换能器），一般可以采用石英等制作成某种元件器件作为流量计中的超声波探头，由此可以在进行超声波发射的时候充分使用负压电高频电脉冲的作用力使得压电晶体实现稳定的高频振动，从而最终实现有一定脉冲变化的超声波发射效应。超声波可以从一定的角度发射进入到流体中进行传播，然后在超声波换能器的作用之下实现超声波信号的接收效能，与此同时，超声波换能器再一次经过一定的环节将高频电脉冲信号成功转换。从上述分析可以知道对同一个超声波换能器进行轮流性的使用可以成功发射不同类型的脉冲压力波，同时可以实现接受功能。

对超声波流量计可以从如下几个角度进行分类：一是按照基本原理可以将超声波流量计分为时差法、声环法、相位差法、相关法、沃街法以及多普勒法等；二是按照超声波探头的安装方式可以将超声波流量计分为外缚式以及插入式、插入式又可以按照是否带有测量管段来进行区分；三是根据声道数量可以将超声波流量计分为多声道和单声道两种类型；四是按照超声波的性能特点可以将超声波流量计分为便携式、固定式、标准型以及低温防水型等。

1.2 超声波流量计测量原理

从上述分析中，可以知道超声波流量计有多种类型，这里主要对时差法和多普勒测量法两种方法的测量原理进行详细概述。

时差法测量原理如图1所示，时差法测量一般情况之下是运用所测量流体传播声波来进行测量，并通过不同传播速度流体特征来测量他们在不同流动方向的传播速度之间的差值，从而最终测量出流体的流动流量以及相应的速度。

多普勒法超声波在进行流体流量测量实践中的基本原理如图2所示，这是在超声波在进行流体流量测量实践中所产生的多普勒效应对相应的频率差进行相关测量，由于主要是使用某一个固定的声源作为相应的发生器，随着流体与某一运动声源之前的相对运动，促使该物体进入到超声波中并最终出现超声波接收器的反射接收。进入超声波和发射超声波二者之间的频率差就是运动物件所产生的多普勒频移，并且所测量的多普勒频率差与流体流速之间呈现出一定的正比例关系，因此可以如果可以求出多普勒频率差，就可以相应得到流体的流速以及流体相应的流量。

2 超声波流量计基本特点分析

超声波流量计在长期的发展中逐步将传统的涡轮流量计、差压流量计以及电磁流量计等测量方法取代，从各个角度来进行分析，可以知道超声波流量计在实践运用中主要具备如下几个方面的优势特征：

第一，超声波流量计在实践中进行安装维修更为方便快捷，超声波流量计与其他的流量计方法相比而言，安装维修更为方便快捷，对于大口径的流量计量体统来说，超声波流量计在这一方面的优势是非常明显的，可以节约大量的人力和物流成本。近年来，随着超声波流量计在各个研究领域的实践运用，超声波流量计在安装维修时可以不用考虑是否在官道上切断流量或者进行打孔等繁琐步骤。

第二，超声波流量计的测量管径相对较大，超声波流量计在进行测量时其管径测量最大可以达到10 m，这也是超声波流量计的突出优势，超声波流量计的适用管径范围相对来说较大，可以在一定范围之类进行较为自由的流量测量，当所测量的管径超出一定范围时，流量计可能会受到外界各个方面的因素限制而难以满足具体的测量要求，这个时候可以考虑使用超声波流量计来有针对性地解决这些问题，同时可以测量任意管径。除此之外，管径大小范围并不会影响到超声波流量计的价格，而其他流量计价格往往会随着管径大小范围的变化而变化。

第三，超声波流量计的测量可靠性较高，不论是湿式安装或者是外夹式安装的超声波流量计均不会对测量流量的流畅性产生影响，没有任何的压力损失；与此同时，以微机为中心的传感器可以使用锁相环路等计时的方法解决电力故障以及信号衰弱等方面的问题，从而使得超声波流量计的测量可靠性更高。

第四，超声波流量计的测量不会受到流体相关参数的影响，比如说流体的物理性能以及导电率、粗糙度等相关参数不会对超声波流量计的测量产生影响。除此之外，超声波流量计的测量结果可以通过计算机自动控制系统进行自动显示和打印，并实现联网运行。

但是，超声波流量计在实践运用中也存在一些缺点，一是超声波流量计的传感器安装情况对测量结果准确度有一定的影响，因此传感器安装有着严格的要求；二是超声波流量计的准确度与电磁流量计准确度相比还存在一定的差距。

3 超声波流量计在电厂流量测量上的应用

由于超声波流量计有着突出的技术应用优势，因此超声波流量计在电厂流量测量等各个领域得到了广泛的关注的应用，可以从如下几个应用案例中得到体现。

越南IAGIAI Ⅲ水电站中需要对循环水流量进行测量，由于所需要测量的管径属于超大型号，分别为DN6000型号和DN3000型号，在对所要测量的流量以及各种类型流量计进行全方位分析论证之后，最终认为最为经济适用可行的超声波流量计可以用来解决该方案，因此最终选取了超声波流量计对循环水流量进行了准确的测量，解决了相应的问题。

华能白杨河电厂在2003年以前一般都是采用差压式流量计实现单一方向的流量测量，在使用超声波流量计进行流量测量之后，发现了负流量现象，并因此为电厂节约了大量的购水成本，该电厂最初在凝结水管道上将涡衔流量计安装上，但是由于在实践中受到流量计工艺有所变动等方面的影响，从而对流量测量计的准确度和精确度提出了更高的要求，而涡衔流量计在这种情况之下无法满足这一需求，因此在保障电厂正常运行的情况之下可以选取超声波流量计做出更为精确的测量。

鲁能运河发电厂在2008年时在实践运用中需要对相关油量进行相应的测量，由于之前使用价格高达10万元的质量流量计进行测量，价格昂贵且运行使用周期较长，质量流量计的安装也极为不方便，后来鲁能运河发电厂选用了价格仅仅两万元的外夹式超声波流量计，不仅解决了存在的问题，而且在较低的成本之下达到了有效的测量结果。

华电漯河发电厂最开始选取了电磁流量计对流量进行测量，安装前后均做了较好的防腐内衬，其加工难度大且使用成本较高，但是选用超声波流量计时这些问题都迎刃而解了，没有使用更多的设备和安装成本。

综上所述，当前超声波流量计已经被作为主要的流量测量工具运用到愈来愈多的电厂，安装维护方便快捷且较长的生命周期优势使得超声波流量计备受欢迎，尽管超声波流量计还存在一定的缺陷，但是相信随着科学技术的高速发展，超声波流量计将以其综合性优势得到更为广阔的发展空间。

参考文献：

[1] 解兵，梅强，王成亮.超声波流量计在发电机定子内冷水流量测量中的应用[J].江苏电机工程，2007，（7）：53-54.

[2] 吕永焕.浅析超声波流量计在AP1000主给水测量中的应用[J].科技风，2013，（5）：158-159.

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关键词：泄漏监测； 混沌理论； 超声波流量计；信号特征提取

中图分类号：TP23 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1713003

Application of Ultrasonic Flowmeter in Pipeline Leak Detection System

WU Xinming,HAO Xiaojun

(Langfang Teachers′ College,Langfang,065000,China)

Abstract：The ultrasonic flowmeter in the pipeline flow measurement,flow field is not damaged,no pressure loss,doesn′t affect the normal work flow measurement,cost less and applicable to the characteristics of large and small diameter,it is applied to pipeline leakage monitoring. Pipeline signal feature extraction pipeline leak monitoring system is an important component of the signal processing because it is quite difficult,and high error alarming rate of leakage judgement.This paper proposes the use of ultrasonic flowmeter chaos theory monitoring signals on the pipeline feature extraction,based on characteristics of the changes in judgement leakage,the actual signal verifies feasibility of the method.

Keywords：leak detection；chaos theory；ultrasonic flowmeter；signal characteristics abstract

1 引 言

管道运输以其特有的经济、便携、安全等优点而被广泛应用于石油、天然气等液体、气体、浆液的运输中，并且已成为与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输行业之一。但是，随着管线的增长，以及不可避免的腐蚀、磨损等自然或人为原因，管道事故频频发生。管道的泄漏不仅影响正常的生产，造成能源浪费和经济损失，而且由于所输介质的危险性和污染性，一旦发生事故还会造成对环境的污染和巨大的生命财产损失,因此泄漏的监测是一项重要的管道故障监测技术。为了减少损失，需要在有泄漏时立即监测出来，并且能够指明泄漏发生的位置。

现有的一些管道泄漏监测方法或仪器设备还不能满足对输油管道进行准确监测的要求，因此，本文结合我国管道输送的实际情况，针对原油管道泄漏监测技术及其运行监测系统进行了研究，并提出了一种超声波流量计输油管道泄漏监测方法，提高了定位精度，降低监测费用［1,2］。

本系统采用前后端机结构的主从式设计,具有高速数据采集、数据通讯、数据库存档与分析等功能。测量过程由计算机自动控制，测量结果打印并带有标准通信接口，可与上级控制系统直接连接，便于信息处理。并将混沌理论应用于信息处理中,充分发挥计算机网络的优势，建立管道泄漏监测系统，以达到及时发现泄漏，并准确定位的目的。

2 对管道泄漏监测系统的要求

泄漏监测的目的是减少泄漏物质损失及尽量杜绝泄漏物对人们生命财产和环境造成进一步

危害，为此,理想的监测系统应该满足以下各方面的要求［3,4］。

准确性 泄漏发生后，能够准确地测报出泄漏，不致因为操作失误和设备故障等因素发出误报警。

灵敏性 理想的检漏系统应该能监测出从渗漏到管道断裂的全部范围内的泄漏情况，发出正确的报警提示。

实时性 理想的检漏系统能够在泄漏发生后，实时地监测出泄漏的发生。以便操作人员即刻采取行动，减少损失。

定位精度高 长输管道穿越距离长，检漏系统需能够提供给操作人员准确的泄漏点位置，以使维修人员尽快到达漏油点，进行补封作业。

易维护性 检漏系统装置维修调整容易。

3 管道泄漏监测仪系统整机电路框图

管道运行状态监测仪以数字处理芯片作为CPU，包括信号转换电路、A/D采集电路、数据显示电路、实时时钟电路、远程通讯电路、与主计算机通讯的接口电路、声光报警电路以及电源电路等。图1是监测仪整机电路框图。为消除传感器输出的信号经长距离传输引入的干扰，信号转换电路首先对信号进行滤波和放大。为消除系统共地给系统运行带来的不稳定因素，系统中采用高性能的隔离放大器AD202将被测信号与监测仪进行隔离。AD202采用信号耦合变压器使放大器输入端与输出端没有电路联系，并能完成放大功能。AD202功耗小、精度高(最大非线性度±0.025%)［5］。

图1 监测仪系统整机电路框图信号采集器组采集超声波流量计的信号，经信号传输电缆传送至管道状态监测仪。

管道状态监测仪以PC机为核心，实时监控管道运行状况，运用流量时差法对管道泄漏进行预报警，控制远程数据通讯链路取得管道另一端监测仪的数据，送入系统计算机总站。远程数据通讯链路通过通讯网线进行数据的传送。

总站定时询问所有分站，从每一个分站收集各种和声速有关的状态参数，收集到所有分站数据后，总站咨询它内部的用于描述管道组态的拓扑程序，然后计算出最后一分钟流入和流出测量管段的标准体积，如不平衡超过预设的报警设置值，将发出泄漏报警［6，7］。

4 超声波流量计管道运行监测系统的软件设计

整个系统软件以Windows 2000作为平台，结合Matlab工具、高速数据采集卡动态链接库的优点，由软件开发工具完成各个功能模块的调配控制和实现。系统软件的模块化设计如图2所示。

图2 系统软件设计模块任务调度与管理程序是系统的核心管理模块，主要利用操作系统的多任务性，实现程序对整个系统任务进行调度。

数据采集模块主要利用高速数据采集卡对外部传输来的信号进行准确快速地采集，保证后续数据处理的实时性和准确性。

数据传输模块利用VXD技术编程实现采集卡的虚拟仪器驱动程序，提供了对DMA中断和部分I/O的操作，主要完成将采集卡采集的数据转换成可方便处理的二进制代码文件和数据库源文件。

混沌算法处理模块是整个系统的核心模块，利用理论研究中的混沌处理算法对信号进行分析处理，提取管道泄漏特征信息，提高判断的灵敏度和可靠性，从而解决信号的处理与识别工作。

显示打印模块利用Matlab强大的图形显示功能实时给出混沌振子的间歇混沌图像和信号处理结果，并可完成实时输出。

日志数据库模块完成数据的动态更新和复杂的查询任务，本系统使用的是微软公司的数据库管理系统MS SQL Sever 2000，用ADO进行配置数据库、设置数据源，实现本系统的对数据库访问的实时高效的功能。另外，为了保证数据传输准确快速地进行，数据通讯软件的设计具有多级的数据纠错和数据压缩功能［8,9］。

5 混沌算法处理模块

混沌算法处理模块是整个系统软件的重要部分。它主要包括两个部分的内容：信号预制的实现和混沌振子的实现。

信号预制的过程是指在信号进入混沌振子阵列前将其频率压缩至1~10范围之内的过程。鉴于本课题将首先应用于微弱超声信号的测量，而由于不同的实验可能采用的超声发射频率不同，所以定义表征超声发射信号频率的全局可变参量float Pre_Proc。又因为发射信号频率的已知性，故而很容易经过判断后将频率进行压缩。混沌振子的实现包括单个振子的实现和时间尺度变换算法的实现。

时间尺度变换的方法很简单，就是将龙格库塔法中的积分步长取为初始值的1/ωЪ纯伞H砑中我们定义RungKutta(float Pace，float w)函数来完成步长为Pace、参考频率为w的Duffing方程的数值积分。

在信号频率确定后，信号的相位值可由锁相方法确定，而幅值则可根据混沌周期段最大幅值对应的矢量合成峰值减去该混沌振子的参考信号幅值来确定［10］。

运用混沌算法准确地提取了压力信号中所包含的负压波信息，定位精度在1%以内，满足工程应用要求。

6 结 语

结合管道输送的实际情况，针对原油管道泄漏监测技术及其运行监测系统进行了深入的研究，利用超声波流量计，依据流体的流量与超声波流量计传播速度之间的关系，对管道流量进行实时连续监测。充分发挥计算机网络的优势，建立管道泄漏监测系统，以达到及时发现泄漏，并准确地确定其位置的目的。

参 考 文 献

［1］姚国民,王寅观.超声波流量计中的数据处理.声学技术,1998,17(1):35-37.

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［5］黄宁伟.超声波流量计的使用与维护.化工自动化及仪表,2001,28(5):63-64.

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［9］何汇.常规超声波检测技术初步.无损探伤,2001,25(3):42-46.

［10］陈奉苏.混沌学及其应用.北京:中国电力出版社,1997.

作者简介 吴欣明 男，1973年出生，河北香河县人，讲师、硕士。主要从事计算机教学及教学理论方面的研究工作。

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【关键词】电磁流量计 特性 检定方法

1 电磁流量计简介

电磁流量计是一种高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表，是由传感器和转换器两部分构成，依据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。电磁流量计是一种被广泛应用的计量仪表。可用来测量工业导电液体或浆液。测量范围大，电磁流量变送器的口径从2.5mm到2.6m。其中大口径电磁流量计主要用在排水工程上，小口径电磁流量计主要用于医疗、科研等领域。

2 电磁流量计的检定方法及注意事项

电磁流量计在使用过程中与管道连接为一体，如果将其拆卸下来进行检定校准，势必会给企业带来诸多麻烦，影响其正常的生产工作。另外由于一些应用于给水行业中的电磁流量计口径较大，安装环境较差，这些因素导致流量计很难甚至不允许拆卸之后送到标定装置中进行复核。因此，为了结合实际工作需要，我们一般采用在线校准方法。目前，常用的对电磁流量计进行在线校准的方法是：电参数法和标准表法。

2.1 电参数法

根据管道式电磁流量计的测量原理，对影响在线工作的管道式电磁流量计的相关参数进行检定（如励磁线圈对地绝缘电阻、电极对地（接液）电阻、励磁线圈电阻和流量计电缆线电阻），测量控制相关参数在一定允许的变化范围内与出厂检定的原始数据进行比较溯源，使其保持在出厂时的标准准确度以内，以满足使用要求。

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的用来测量导电液体体积流量的仪表。导电性液体在垂直于磁场的测量管内流动，产生与流量成比例的感应电动势。根据法拉第电磁感应公式如式（1）所示：

K―仪表系数。

V―被测电液导体的流速；

D―管径；

由式（1）可知管径D与系数K都为固定参数。感应电动势与电磁感应呈线性关系。在一定流速下，若要使感应电动E数值稳定，只要确保参数B保持在出厂校准时的允许范围内，就可证明该流量计目前所测流量的准确度仍与出厂时保持一致。那么哪行因素直接影响电磁感应强度呢？通过测量哪些因素可以确定电磁感应强度参数在允许范围内呢？

就电磁流量计本身而言，影响电磁感性强度的因素主要有：励磁线圈电阻（扣除温度变化引起的差值）、励磁线圈的绝缘以及励磁电流的幅值。

（1）测量励磁线圈电阻。以数字万用表为测量工具，两个表笔分别搭在励磁线圈的两个端子上，测量励磁线圈的电阻值，将测量结果与厂家提供的励磁线圈电阻值进行比对，环境温度相同时，其阻值应与出厂值相同。

（2）测量励磁线圈对地绝缘电阻。以绝缘电阻测试仪为测量工具，将黑色的一端接地，红色端夹在励磁线圈一端，以500V档位进行测量。操作兆欧表待显示稳定后读数，要求绝缘电阻大于20？

M。

（3）测量传感器电极对地（接液）电阻值。以指针式万用表为测量工具，若连接瞬间有放电现象发生，读取万用表电极两端的阻值。计算偏差率。偏差率计算公式如公式（2）所示：

R―两个电极对地电阻平均值（？）。

依据公式（2）算出两个电极对地电阻的偏差率。偏差率越小，电极对称性越好。一般情况下偏差率不应该超过10%，否则电极就可能被污染、覆盖或腐蚀。

（4）测量转换器励磁电流。观察输出电流幅值与转换器原电流的值，误差不超过±0.25mA。

此外，我们需需要对转换器的工作状况进行测量，利用高精度的模拟信号器对转换器的零点、瞬时流量、零点漂移等进行检查及校正。

2.2 标准表法

采用具有确定准确度等级的标准流量计（或流量标准装置）为标准器具，串接于流量计的工作回路中，使流体在相同时间间隔内，同时连续通过标准表和被校表，比较两者的输出流量值的偏差，从而确定检定被校流量计。这种方法能确定流量计的工作性能，使检定精度大幅提高。

我们通常采用便携式超声波流量计对其进行检定。那么如何正确的利用便携式超声波流量计进行检定呢？

首先，要正确安装便携式超声波流量计。便携式超声波流量计的核心部件是换能器，确保换能器安装在标准管段即：上游直管段不小于15倍的管径长度，下游直管段不小于10倍管径长度。在安装条件满足检定要求后，检定人员需要根据管道材质、厚度、衬里材料等信息，计算两个换能器的安装位置并对管道外壁的污垢擦除干净，确保管道表面光滑。将换能器固定在管道上。观察超声波流量计的波形和信号，调整换能器位置，使其满足检定要求。记录被测介质同时流经电磁流量计与便携式超声波流量计的流量，取5个瞬时流量，计算出它的相对示值误差和累积流量的相对示值误差。另外需要提醒检定人员注意超声波流量计抗干扰能力差，在使用过程中要检查周围环境中是否有大型电器、高压电缆等可以产生较大电磁场的装置。确保超声波流量计远离磁场干扰。另外，不同的换能器适用的温度也是不同的。因此检测前要依据被测管线的实际情况选择适合的换能器。

完成上述检定后，检定人员要进行详细的检定记录。认真出具检定合格证书。

3 结束语

我国目前是能源消耗大国，国家大力倡导节能减排，计量工作在油田节约能源、降低成本等方面的作用日益明显。计量设备精度准确与否，直接影响节能的效果。因此，计量器具的检定尤为重要。我们作为大庆油田基层计量器具的检定人员责任重大，我会不断提升职业素养，为大庆油田的计量工作贡献自己的一点微薄的力量。

参考文献

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关键词：电磁流量计 标准表法 不确定度

一、引言

大口径流量计的校验和定期检定，一直困扰着供水行业。目前，供水行业应用的流量计管径为300mm-1500mm，甚至口径更大。由于其测量的直径和流量大，对标准流量计、水泵的功率以及标准容器都有更高的要求。随着人们对水资源认识的提高，以及供水行业对经济核算的重视，使得大口径流量计检定问题的解决越来越突出。在供暖系统中，已逐渐地采用了大口径热能表，但我国还没有大口径热能表检定的标准装置，而且生产大口径热能表所要求的技术也越来越高。热能表由流量传感器、配对温度传感器和计算器3个部分组成，根据检定的原理，热能表检定主要指对流量测量装置即流量计的检定。此外，在大口径热能表检定时需要大口径的流量计作为标准表，一般使用电磁流量计，这样可以提高热能表的检定准确性。电磁流量计的测量精度高（0.5%、0.3%）；测量管道内无障碍物与可动部件，流体流经仪表无压损；测量范围较宽，满度值时在0.5～15m/s内选定，最大测量口径达到3000mm，所以电磁流量计被公认为理想的大管径计量仪表。

二、流量计检定方法及原理

流量就是单位时间内流体通过一定截面积的量，这个量如用流体的体积表示就为体积流量；平均流量就是在测量时间内流量的平均值。大口径流量计的检定装置包括流体源、稳压装置、管路系统、计时器、标准容器以及换向器等附属设备。工作原理：将被检流量计安装到装置上，启动液体循环系统，使液体流经被检流量计和标准流量计，同步操作被检流量计和标准流量计，比较两者的输出流量值，从而确定被检流量计的计量准确度和重复性。

根据使用标准量具的不同，检定方法分为容积法、质量法和标准表法。容积法是通过标准容器测量一段时间内工作量器中的液体体积流出量。质量法是通过天平称量一段时间内容器中的液体质量，从而计算出流量。标准表法是以标准流量计为标准器具，使流体在相同时间间隔内连续通过标准流量计和被检流量计，比较两者的输出流量值，从而确定被检流量计的计量性能。

容积法分为静态容积法和变水头法（动态容积法）。静态容积法将水塔和标准容器分开，压头恒定，静态读数；变水头法将水塔和标准容器分开，压头一直变小，动态读数。容积法的缺点是设备庞大，标准容器的容积随流量计口径增大而增大、随检定时间的增长而增加。标准表法克服了以上缺点，在相同流量下，标准表法应用容器的容积较容积法小，而且检定的时间可以加长。对于分辨率不高的被检表来说，加长检定时间是一种有效减小检定误差的方法。一般的检定装置采用标准表法进行检定，对于检定要求高的仪表采用标准表法加质量法进行检定，以保证测量的准确性。

三、流量计实验室及现场检定对比分析

计量器具在安装使用前必须进行首次强制检定，这就需要进行实验室检定。在使用过程中还需要对其进行后续检定，也就是在线检定，以保证其测量的准确性。

1.实验室检定

实验室大口径流量计检定的标准装置采用恒水头式结构。此装置的水塔起溢流稳压作用，水头高30m，容积为1000m3，符合大口径仪表的检定要求，最大流量为15000m3/h；水池容量为2000m3；标准流量计采用E-magDNl000mm的智能电磁流量计；标准直管段DNl000mm总长50m，被检流量计的试验管段总长为36m，满足电磁流量计检定时对直管段的要求；装置精确度为0.15%；测控系统采用工控机控制，用数据采集卡采集流量、压力等测量参数，编写软件对被检表进行检定，并对误差进行修正。

根据JJGl64-2000（（液体流量标准装置检定规程》的规定，标准设备和仪器的不确定度应优于被检装置的不确定度。因此标准流量计应具有较高的精确度、可靠性良好、流量范围宽等特点，比较各种流量计，选择电磁流量计作为标准表。因为电磁流量计公称通径范围大，从DN3到DN3000；流体最高流速可达15m/s；转换器采用功耗低、零点稳定、精确度高的新颖励磁方式，精度可达±0.3%或±0.5%，流量范围度可达l500：l；转换器可与传感器组成一体型或分离型，采用16位微处理器，易于编程，设定参数方便，应用可靠性强的表面安装技术（SMT），可进行自诊断；电磁流量计为双向测量，有3个积算器，有脉冲、电流、数字通讯等多种输出信号，满足二次仪表测量和数据采集设备的通信。

选择智能电磁流量计作为标准表，并用标准表法对该仪表在不同流量下测量多个流量点。电磁流量计随着流量的增大线性减小，误差减小。

2.现场检定

流量计的现场工作条件与实验室校验的工作条件相差很大，流量计准确度偏离无法确定。现场检定同样也应用标准表法进行检定，选择便携式超声波流量计作为标准表，便携式超声波流量计是一种外夹便携式的流量计量仪表，具有精度高、重复性好、灵敏度高、安装使用方便、能在露天恶劣环境下工作等特点，比较适用于大口径流量计的现场检测和校准。经比较，选用美国宝丽森DCT-7088电磁流量计，它基本满足上述要求，此流量计采用了先进的数字处理技术和声波时差探测法，可以降低测量介质中固体或气泡对测量精度的影响。配有“TimeGATE”信号分析软件，可利用微软Windows风格图形界面形式来设置流量计并进行全面的波形分析，来取代对流量计的直接设置和操作。其原理是：在现场大口径流量计所在管道上安装一个准确度较高的便携式超声波流量计作为标准表，同时记录被检表和标准表的流量，以标准表作为标准值，计算被检流量计的误差，进而调整被检流量计系数，使被检电磁流量计与便携式超声波流量计示数相一致，以达到检测、校准现场流量计的目的。

使用便携式超声波流量计可实现不断流测量，设备便于携带，安装方便；流体中不插入任何元件，对流速无影响，无压损，稳定性好；外夹式探头，可移动安装测量；能用于任何液体，特别是具有高粘度、强腐蚀、非导电性等性能液体的流量测量，也能测量气体的流量；量程比较宽，可达5：l；输出与流量之间呈线性等优点。但是使用便携式超声波传感器也存在一些缺点：当被测液体中含有气泡或有杂音时，将会影响测量精度，故要求变送器前后分别有10D和5D的直管段，而现场实际情况难以确定，人为因素影响大，现场流量不易控制，难以进行全量程测试。此外，结构复杂，成本较高。

四、结论与认识

1.由于大口径流量计多数是电磁流量计或插入式超声波流量计，仪表结构大多为法兰连接或者是插入管道，只有在停流时才允许拆卸，且拆装和运输送检十分麻烦；

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【关键词】超声波；流量测量系统；莲花发电厂

前言

随着科学技术特别是电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，运用超声波脉冲测量流体流量的技术发展较快，正在成为测流工作的首选工具。

1、超声波流量计的测量原理

超声波流量计一般的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法的原理是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差反映流体的流速，以测出流量；多普勒法的原理是运用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差反映流体的流速得出的流量。

单声道测试系统仅可应用在小型渠道水位和流速变化较小的场合。大型渠道流速纵横变化很大，要采用多声道超声波测流才可得到准确的流量值，对直径较大的圆管，流态复杂多变，为提高测量精度通常采用多声路的布置方式，如图1所示。应采用2、4、8声路，把各声路上的流速对测量断面进行积分，得出测量断面的流量，流量积分公式为：

2、莲花发电厂原流量测量系统

莲花厂机组超声波流量计设备包括由加装流量测量管理软件的工业控制计算机、数据采集器、换能器、超声波传感器等构成。

随着使用年限的延长，其埋设于引水钢管内的部分流量测量元件和射频信号电缆等开始出现抗干扰能力和元件的老化导致测量的流量数据误差较大，给发电用水量的计算、统计和科学调度带来很大不便。莲花发电厂采用GER9000流量测量系统代替原测量系统。

3、GER9000流量测量系统

3.1系统组成

莲花发电厂采用的GER9000流量测量系统是专用于大流量测量的高精度流量测量系统，由电子机箱、换能器和电缆组成。电子机箱可分为现地(前置)测量单元及后台显示、处理单元。

GER9000超声波流量测量系统软件支持最多10个GER9000超声波流量测量前置（现地）单元的通讯，通过RS485组网。控制一个或多个GER9000超声波流量测量前置（现地）单元，完成超声波声路测量、流速计算、声路工作状态判断、流量计算、流量测量状态判断、显示、打印、串口输出(ASCII码输出或MODBUS输出)，4~20mA模拟量输出等。

GER9000流量测量系统的后台显示、处理单元可以配置不同数量的现地(前置)测量单元；而每个现地(前置)测量单元可以配置不同数量和类型的换能器。后台显示、处理单元通过RS485总线与一个或多个现地(前置)测量单元相连的。

现地(前置)测量单元是一个300*400*120的机箱。机箱内有电源模块和收发讯模块。现地（前置）测量单元周期性地接收显示、处理单元的命令并自动对其上所接声路进行测量。把原始的测量结果和测量状态上传给显示、处理单元进行处理。如果显示、处理单元经过计算后发现某个声路工作不正常，能自动发送命令给现地（前置）测量单元，对该声路进行调试。现地(前置)测量单元的超声波发射电压有50V、100V、200V、400V四种，可以在软件中选择。每个现地(前置)测量单元最多具有测量12声路的能力。

GER9000超声波流量测量系统有多种不同类型的换能器，用于各种不同的测量现场，换能器有插入式换能器、内敷式换能器和明渠换能器之分，莲花厂采用的是内敷式换能器。内装式换能器，主要针对被埋设的管道以及混凝土管，其电缆由管内部经穿缆器引出，内敷式换能器及引出电缆一般采用双体备份结构以延长检修周期。换能器与现地单元间由电缆连接，进行信号传输。信号电缆为高强度防水射频同轴电缆。换能器主要完成电声转换的功能，它能在发射脉冲信号的激励下产生声波，声波在流体中传播到达另一换能器后又转换为接收脉冲信号。电子测量单元驱动超声波换能器进行声波的发射与接收，测量超声波在流体中的传播时间，计算流量，并对测量数据进行存储，显示与输出。

3.2系统特点

系统测量精度高，功能全，有独特的智能判断功能和供选择的不同输出接口；短管度，在弯管附近也能进行高精度测量；适用范围广，圆形管道、方形涵洞、开敞的明渠均可测量；易维护，彩色大屏幕液晶显示，全中文界面及智能诊断系统，方便操作和维护。

超声波流量测量系统主要完成莲花电厂四台机组的瞬时流量测量，日流量和年流量的统计等，为莲花发电厂厂水文数据统计、下游发电和防洪、区域水情预报、发电厂机组经济运行等提供第一手的数据资料。通过本次改造，提高了测量系统的稳定性和可靠性，为机组流量的精确测量和统计提供可靠技术保证。

参考文献

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关键词：天然气 计量器具 燃气计量表

中图分类号： U473.2+4 文献标识码： A 文章编号：

随着城市燃气的飞速发展，燃气的流量计量显得尤为重要，尤其是工商业用户的流量计量，需要给予极大的关注，因为，此类用户的用气量较大，一旦出现问题，影响极大。燃气计量是燃气企业的生命线，也是燃气企业经济效益的最终体现者。

1.燃气流量计的选择流程与配置原则

在日常生产和生活当中，有差压式、容积式、涡轮式和超声波流量计等，选用燃气流量计首先要熟悉各种流量计的构造和特性，其次要根据实际的使用安装情境有所选择的安装，常常要考虑的因素有“仪器性能、流体特性、环境温度和压力、经济条件”等，以保证燃气测量精准度。

1.1流量计筛选流程

在安装流量计之前，首先要全方位的考虑仪器使用要求、使用条件、周围环境等因素，确定流量计的安装和布置方案，这其中要考虑的就是流体的特性，仪表使用规范、场所限制和经济承受力，其中，流体特性及其仪表功能与之的匹配度是首要因素，最后根据选定的测量方法，确定最终的仪器量程范围和量表型号。

1.2燃气流量计型号选择考虑因素和配备

燃气流量计的选择考虑因素重点有以下几个方面。首先是仪器的性能和规范要求，根据第一大条我们选取的几种流量计为基础，结合燃气计量的流量、精确度、重复性高低和上下游流量等要素，去进行有所侧重的考虑，最终的目的是获得准确的测量数据。像在上限的流量和测量范围等因素中，仪表的选择就要考虑流量的范围和管道的口径，还有温差的影响，而不是去盲目的选择流量计，导致燃气计量误差的增大。其次，要考虑的一个重要因素就是流体特性，包括流体的温度、粘度、压力、化学性质、比热、声速和脉动流等等，去选用相适宜的燃气流量计，使所计量的流体与燃气器具相匹配，才会取得较好的效果。另外，要考虑到周围的安装条件，这是时刻影响燃气计量的外部因素，包括环境温度、湿度、安全的防护、电磁干扰等，结合安装现场，选择最优的管道布置方向，保证流体流动方向的准确性，管道的口径要与流量计一致，并且要留出足够的维护空间。例如，差压流量计，就要从流体的密度、腐蚀性去考虑，因为这两个因素是对于本流量计最有影响的因素，包括安装条件，要足够防震和清洁，否则就会影响效果，以此为例，其余各流量计都要有适合于自身的条件限制。最后，客户要结合使用实际，考虑安装的经济性，不能一味的追求高精度，在达到燃气计量要求的前提下，应尽可能选择费用低、安装更换更为方便的燃气计量器具。

2. 燃气流量计的应用技巧分析

对于燃气仪表的选型一定要结合各类型仪表的计量特点，综合考虑燃气计量表的最大流量、量程、始动流量、承压能力、压力损失、寿命期内计量精度等因素，正确制定比选方案，全面考虑寿命期内的各项费用，进行综合比选。当前适合于城市燃气量计量的主要产品有气体腰轮流量计、气体涡轮流量计和超声波流量计。

2.1气体腰轮流量计

仪表属于速度式流量计，准确度高，流量范围宽，重复性好，稳定性较好，具有温度压力补偿，无需外供电源，极适合于城市燃气餐饮和锅炉类工商业用户使用。在中大流量范围内有较高的性价比。燃气设施额定用气量处于仪表流量上限的60%～70%，表前必须配过滤器，一般设计为垂直安装，上进下出，无需前后直管段。安装时仪表安装应端正牢固，横平竖直，一般有支撑，不受应力影响，安装时应避免碰伤。仪表安装前先与过滤器连接好，吹动腰轮，观察转动是否灵活。严禁带表焊接法兰，严禁带表吹扫管线，严禁野蛮装卸施工。安装前，应预制与仪表相同尺寸的管段，代替仪表进行安装，待焊接法兰、吹扫、打压、试漏等所有工作完毕后，再拆下管段，换上仪表，充分保护计量器具不受伤害。气体腰轮流量计仪表的维护：仪表要求有压启动(尤其是高压时)，防止流量急剧变化，造成计量器具损坏，管道压力不得超过仪表压力传感器的使用范围，仪表安装完毕后加注油到窗口刻线位置，拆表前应先排空油，油位不足时及时补充，定期清洗过滤器，注意及时更换电池。

2.2气体涡轮流量计

气体涡轮流量计属于速度式流量计，准确度不高，流量范围窄，重复性一般，抗振性能差，具有温度压力补偿，无需外供电源，适合于城市燃气锅炉类工商业用户使用。在中流量范围内有较高的性价比。燃气设施额定用气量处于仪表流量上限的60%附近，表前必需配过滤器，一般设计为水平安装，需要前后直管段，涡轮流量计利用置于气体中的叶轮感受流体平均速度来测量气体的流量。进入仪表的燃气，经截面收缩的导流体加速，然后通过进口通道作用在涡轮片上，涡轮转数与被测气体体积成正比。涡轮表具有压力损失小、准确度高、始动流量低、抗振与抗脉动性能好等特点。该表的安装位置前后要求有一定长度的直管段。涡轮流量计具有运动部件，故障率较高，使用中、后期的维护量较大，对被测燃气的清洁度要求也较高。维护:仪表要求有压启动(尤其是高压时)，防止流量急剧变化，造成计量器具损坏，管道压力不得超过仪表压力传感器的使用范围，定期加注油，定期清洗过滤器，注意及时更换电池。

2.3超声波流量计

气体超声波流量计属于速度式流量计, 准确度高, 流量范围宽, 重复性好, 稳定性较好,具有温度压力补偿, 需外供电源, 适合于城市燃气门站和大工业用户使用。在超大流量范围内有较高的性价比，使用中应防止断电事故的发生。超声波气体流量计特别是多声道的气体流量计由于其准确度高、维修费用低、无流阻、能测量脉动及双向气流等独特的优点，目前已被气体工业界广泛接受，日益成为研究重点，己是自涡轮流量计后被气体工业界接受的最重要的流量计量器具。尤其是能准确测量气体的双向流量，测量范围宽；不仅能测量稳态气流而且能测量低频脉动气流的流量；在气体介质较恶劣的情况下(如煤气厂生产的含大量焦油、水蒸气等的油煤气、水煤气中)也能正常使用；适用于各种不同气体及管道直径，最大管径可达2米，而多应用到大口径计量中去。根据有关部门预测，超声波流量计将成为未来管道流量计量仪表的主流。

3. 结语

随着我国管道燃气事业的迅速发展，许多居民家庭采用了管道燃气烧水、做饭、取暖等，燃气已是人们生活中所需的能源消耗品，燃气的价格成为了百姓关注的热点。家用燃气表是居民用户与燃气公司进行燃气量贸易结算的计量器具，燃气表的计量准确以否与百姓、燃气经营公司的切身利益密切相关。燃气计量表的选择需要我们去结合实际情况，综合考虑运用，在此基础上优选出最适宜的燃气计量计类型，更好地为生产和生活服务。

参考文献：

[1] 刘立群.燃气表误差特性的分析[J].计量与测试技术.2011(01)

[2] 吴燕.浅谈IC卡燃气表应用[J].科技资讯.2011(06)

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1.管道输送中的用水计量方式

此类水表的计量执行安装前的首次检定，到期轮换。当用水量较大或管线大于40mm时，如厂矿企业、服务行业以及部分农业灌溉等用水大户，安装的是较大或特大口径（口径达到1000mm以上）的水表、电磁流量计、插入式超声波流量计以及其他类型的流量计。由于在线使用的大口径流量计拆卸困难，难以做到在不影响正常供水情况下进行送检，因此必须进行在线校准，确保在线大口径流量计的准确度。

2.农业灌溉用水计量方式

一是使用明渠流量计计量用水量，明渠流量计通过周期检定确保其准确度；二是通过水泵的扬程、机组效率、用电量等参数计算水泵抽出的水量，但这种方法没有明渠流量计、超声波流量计、电磁流量计和水表那样直观。

二、水流量计量方法探讨

采用流量仪表测量用水量，且流量仪表方便拆卸送检的，可以通过液体流量标准装置进行定期量值溯源，确保流量仪表的准确可靠。而对于拆卸困难或没有安装流量仪表的，采用流量计在线校准方法或农业灌溉控制系统进行用水计量。下面针对这两种方法进行分析。

1.水流量计的在线校准

由于在线用大口径水流量计拆卸困难，因此建立一套标准表法在线校准装置对水流量计实施在线校准十分必要。（1）标准表的选择通过查阅流量计的相关资料及大量试验，得知外夹式超声流量计具有性能稳定、量程宽、安装简便等优点，其实验室实流检定准确度可以达到0.5％，考虑到现场测量的准确度及管道参数等的不确定因素，现场工作条件下可以达到1.0％。从技术方面看，用性能较好的多声道外夹式超声流量计作为标准表对2.0级及其以下大口径水流量计进行在线校准切实可行。（2）标准表法在线校准装置的组成标准表法在线校准装置是由外夹式超声流量计（流量计表体、超声换能器、二次仪表）、超声测厚仪、钢卷尺等组成。（3）标准表法在线校准的原理标准表法在线校准实际上是对在线流量计、前后连接管道、介质流动状态等组成的流量测量系统的整体校准。是将标准表串联在试验管线上，使流体在相同的时间间隔内连续通过标准表和被校流量计，两者的二次仪表对同时采集到的信号进行数据处理并显示其流量，比较两者的流量值，得出标准表和被校流量计流量值之间的误差。（4）标准表法在线校准方法①根据被校准流量计的使用说明书检查其工作状态是否正常。②外夹式超声流量计串联安装在被校流量计的上游或下游侧。③管径测量：用钢卷尺分别在换能器安装位置附近的同一截面上等角分布测量n次外周长，取其平均值计算出外径。④管壁厚测量：用超声测厚仪在换能器的安装位置附近测量5个点，取其平均值。⑤标准表的安装：将测到的管外径、管壁厚及从现场技术资料确认的参数：被检管道的材质、管内衬里的材质及厚度和管内介质等相关参数输入超声流量计的二次仪表，计算出换能器安装的距离。由于现场工况条件以及安装位置对标准表的准确测量影响十分大，因此标准表的安装还应远离上游、下游扰动源，要考虑前方及后方阻力件的形式与状态，适当调整换能器的位置。位置确定后，将管壁上的油漆、铁锈、污垢等清除干净，用紧固件将标准流量计的换能器的发射面固定在管侧面的正侧线上，尽量保证声程在管径平面上，确保换能器的安装准确度，尽可能减少使用环境和安装对其测量准确度的影响。⑥参数设置、信号接收等工作正常后，开始校准。根据现场的实际情况确定校准流量点，每个流量点校准3次。对于现场无法调节流量的，应分时进行校准。校准时应同时读取和记录标准表和被校流量计的示值，取平均值作为被校流量计各个流量点的误差值。由上可见，用超声流量计作为标准表对大口径水流量计进行在线校准，方便了用水单位的计量工作，同时降低了资金的消耗。

2.农业灌溉控制系统的取水计量

（1）取水计量控制系统组成农业灌溉在没有安装流量计的条件下可以通过建立取水计量控制系统进行用水量的计量。取水计量控制系统由水泵、电能表、控制器等组成，通过对该系统大量的试验总结出水泵抽出的水量与水泵的用电量及水泵的参数有关。（2）取水计量控制系统原理及换算方法取水计量控制系统是通过能量守恒水电互换原理，将水泵的电流、电压等变化参数及水泵的扬程、功率系数、轴功率等参数输入到取水计量控制系统的控制器，再由控制器计算出水泵抽出的水量。由式（3）可知，影响QN值的因素主要有水泵系数的误差和电能表引入的误差。而水泵系数的变化主要与水泵自身的变化，即机组效率和扬程随时间的变化、启停变化、地下水变化引起的变化等有关，可依据使用环境的不同，采用便携式超声波流量计在线进行定期或不定期校准系数k值，提高k的准确度；电能表的技术已成熟，其计量性能稳定，只要按照检定规程要求定期送检电能表，即可保证其数值的准确。因此，只要控制影响水泵出水量的准确度，即可确保水泵抽出的水量QN值的准确度。采用取水计量控制系统，建立一套完整的用水计量、控制和地下水动态监测体系,为水资源使用权的分配原则、方法和方案以及用水定额管理指标等提供准确的数据,实现宏观用水总量控制和微观定额管理，是建设节水型社会的系统工程。

三、结束语