超聲波流量計(jì)

優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域

超聲波流量計(jì)是一種滿足計(jì)量精度高和穩(wěn)定性好的高級(jí)測(cè)量系統(tǒng)，包括:

超聲波流量計(jì)的量程比寬，適用于流量變化幅度大的計(jì)量場(chǎng)站    

超聲波流量計(jì)無阻流元件，無壓損                           

全鈦金屬外殼探頭                                        

具有的聲道冗余冗錯(cuò)功能                              

完整的電子計(jì)量裝置，反應(yīng)時(shí)間短

使用多級(jí)修正計(jì)算方法.保證計(jì)量的高精度

雙向計(jì)量帶雙流向自動(dòng)檢測(cè).雙向累計(jì)流量分開計(jì)量，是一路實(shí)現(xiàn)進(jìn)出的地下儲(chǔ)氣庫計(jì)量的理想選擇。

操作原理

    超聲波流量計(jì)通過對(duì)超聲脈沖傳輸時(shí)間的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)氣體的泣速測(cè)量.進(jìn)而計(jì)算出天然氣工況條件下的流量，也就是根據(jù)順氣流方向的脈沖比逆氣流方向的迷度快的原理，計(jì)算出關(guān)系中的氣體流速。

每個(gè)探頭同時(shí)進(jìn)行收發(fā)脈沖.每對(duì)探頭通過連續(xù)進(jìn)行脈沖收發(fā)方向切換完成測(cè)量.如:一個(gè)方向的傳輸時(shí)間測(cè)量完成后，原采的脈沖發(fā)射器就變?yōu)榻邮掌?，反之亦然。此外，聲速的測(cè)量還取決于氣體的組分類型.壓力和溫度等可以量化的因素，為了充分考慮到流態(tài)變化的影響，采用6聲道分布在3個(gè)*平行的平面上.每個(gè)測(cè)量平面由兩個(gè)相互交叉的聲道組成，該聲道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是根據(jù)高斯-切比雪夫原理科學(xué)排列，保證氣體流速測(cè)量和不對(duì)稱流，渦流，切向流檢測(cè)與補(bǔ)償均達(dá)到化，除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流態(tài)變化的測(cè)量和診斷等功能。

結(jié)構(gòu)介紹

    超聲波流量計(jì)由12個(gè)探頭傳感器，信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)，電子顯示單元等測(cè)量元件組成，配套使用流量計(jì)算機(jī)。

    探頭傳感器通過法蘭直接與流量計(jì)表體連接，但沒有在測(cè)量管道內(nèi)伸出，各聲道分布設(shè)計(jì)相對(duì)于儀表的中心*對(duì)稱，因此，無需修正或重新編程，就可直接用干天然氣的雙向貿(mào)易計(jì)量。

    電子值號(hào)測(cè)量系統(tǒng)直接安裝在表體上信號(hào)處理單元.用于控制超聲傳感器的信號(hào)，評(píng)價(jià)超聲探頭的測(cè)量結(jié)果和計(jì)算每對(duì)聲道的測(cè)量氣體流速。提供有兩種電子測(cè)量系統(tǒng)版本可供選擇:一是在現(xiàn)場(chǎng)較體上的電子系統(tǒng)可以計(jì)算工況流量，累計(jì)流量和脈沖輸出；二是所有的超聲信號(hào)直接輸入一個(gè)獨(dú)立的流量計(jì)算機(jī)。

    超聲波流量計(jì)算機(jī)具有修正儀的所有功能.通過數(shù)字信號(hào)連接到超聲波流量計(jì)的電子測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)，可以計(jì)算，測(cè)量和讀取超聲波流量計(jì)的工況體積流量，標(biāo)況流量，前/后小時(shí)和日累計(jì)流量變化，以及儀表參數(shù)修改等。

主要特點(diǎn)

★實(shí)時(shí)流態(tài)的檢側(cè)和修正:usz08按高斯-切比雪夫原理進(jìn)行測(cè)量聲道科學(xué)排列，6組聲道按每個(gè)平面層兩組聲道的原則，形成3個(gè)天然氣流動(dòng)平面層，且相對(duì)與中心*對(duì)稱.實(shí)現(xiàn)有效的捕捉和補(bǔ)償流過天然氣測(cè)量管徑的流態(tài)的變化，包括對(duì)渦流，不對(duì)稱流及切向流等。

★高精度和穩(wěn)定性:流量計(jì)信號(hào)處理單元內(nèi)置和采用多級(jí)修正萬法。

★聲道冗余和冗錯(cuò)功能:儀表內(nèi)置聲道重新構(gòu)造的計(jì)算模型.保證在兩個(gè)聲道出現(xiàn)故陣時(shí)(在同平面或者兩個(gè)不同平面)計(jì)量精度保證不變.具有PTB認(rèn)證。

★流態(tài)分析功能:內(nèi)置流態(tài)分析軟件.通過對(duì)各個(gè)測(cè)量平面的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析.可以準(zhǔn)確描述現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)流態(tài)，測(cè)量渦流角度等。

★配置的靈活性:可以根據(jù)實(shí)際需要.超聲波流量計(jì)可以選擇配置現(xiàn)場(chǎng)顯示體積修正儀，或者選擇配置在控制室的流量計(jì)算機(jī)。

★全鈦外殼的超聲探頭:高靈敏度、堅(jiān)固耐沖刷、耐腐蝕和自防污設(shè)計(jì)。

★超聲探頭使用溫度范圍寬:-20~+55℃(40℃~+80℃可選)。

★高抗干擾性:內(nèi)置數(shù)字濾波器.過濾各種嗓音.保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.參見抗干擾測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果圖。

★聲速比對(duì)功能:按照AGA10報(bào)告.流量計(jì)算機(jī)ERZ2000軟件內(nèi)，超聲波流量計(jì)聲速比對(duì)功能(測(cè)量和計(jì)算).二者的偏差優(yōu)于0.1%。

★RMG View遠(yuǎn)程診斷軟件;配置*的RMG View遠(yuǎn)程診斷軟件.采用TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)普通瀏覽器對(duì)流量計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定.滿足天然氣貿(mào)易計(jì)量遠(yuǎn)程自動(dòng)化的要求。

★超聲波流量計(jì)適用干常壓下(1bar)正常工作。

★適用于一級(jí)(Zone1)防爆區(qū)域使用:探頭為防爆設(shè)計(jì).防爆等級(jí)為EExdIICT6。

★適用干雙向貿(mào)易計(jì)量.多個(gè)計(jì)數(shù)器保證正、反雙向的體積流量和累計(jì)流量分別計(jì)量。

★更換探頭不需要標(biāo)定

★探頭可以帶壓更換(選項(xiàng))。

安裝要求

    超聲波流量計(jì)可以水平和垂直安裝.耍求配套入口10D和出口3D直管段.如果安裝盤式整流器.則入口直管段可以減少到5D，任何相同口徑的管段可以作為超聲波流量計(jì)直管段，管道內(nèi)徑比超聲波流量計(jì)內(nèi)徑偏差可以-2%/+5%。

由于超聲波流量計(jì)的流速可以達(dá)到40米/秒。因此相同的流量時(shí)可以選擇比渦輪流量計(jì)較小尺寸的超聲波流量計(jì)同時(shí)可以縮短測(cè)量管道的長(zhǎng)度。用于PTZ修正計(jì)算的溫度變送器可以按照在流量計(jì)下游直管段2D-4D處，雙向計(jì)量時(shí)安裝在儀表任何一邊直管段上距超聲波流量計(jì)4D處。

6聲道技術(shù)

六聲道的布置特殊的設(shè)計(jì)相對(duì)于三.四聲道其有以下優(yōu)勢(shì):

  ★不敏感:聲道布置按高斯-徹比雪夫原理進(jìn)行科學(xué)排列，由2對(duì)文叉聲道形成相互獨(dú)立的流態(tài)分布面.滿足在沒有流態(tài)整流器甚至在形成渦流、不對(duì)稱流，切向流等情況下，也可以滿足高精度計(jì)量的要求。

  ★冗余:在任意一個(gè)或者兩個(gè)超聲探頭損壞，出現(xiàn)故障時(shí).不會(huì)影響超聲波流量計(jì)貿(mào)易計(jì)量的準(zhǔn)確性，超聲波流量計(jì)具有通過對(duì)所有正常工作聲道測(cè)量結(jié)果分析得到替代值的功能，使失效聲道直建構(gòu)建聲道。

  ★可轉(zhuǎn)移性:一個(gè)儀表的聲道數(shù)越多，測(cè)量的結(jié)果越好，這些結(jié)果可以轉(zhuǎn)移到x實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)條件下的結(jié)果，這是在美國研究得出的結(jié)論。

測(cè)量精度

    聲道幾何布置，六聲道技術(shù)和信號(hào)放大等流量計(jì)的基本特點(diǎn)保證流量計(jì)達(dá)到較高的測(cè)量精度，另外，儀表采用兩級(jí)誤差曲線的線性化修正，進(jìn)一步提高流量計(jì)的精度，級(jí)修正是使用空氣測(cè)量的標(biāo)定曲線進(jìn)行修正，第二級(jí)修正是來自高壓測(cè)試結(jié)果的修正，在各種壓力條件下曲線沒有漂移。

    測(cè)量值和診斷值可以連續(xù)監(jiān)視，故障發(fā)生時(shí)可以輸出告警信號(hào)。

    超聲波流量計(jì)符合超聲波流量計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)_如:AGA 9和IS017089。

下圖為 DN200 ANSI600 6聲道超聲波流量計(jì)于2007年1月在沒有多級(jí)修正情況下的測(cè)量曲線

下圖為 DN300 ANSI600聲道超聲波流量計(jì)6聲道于2006年3月在沒有多級(jí)修正情況下的測(cè)量曲線

探頭傳感器

    每只探頭傳感器的組成是由壓電晶體嵌入鈦金屬小腔內(nèi)，該技術(shù)的合金材質(zhì)不僅強(qiáng)度好而且可以防污。

超聲探頭傳感器的操作狡率為120KHz/200KHz可選，口徑大干DN200采用120KHz探頭，口徑為DN100和DN150采用200KHz探頭保證測(cè)量氣體流速達(dá)到40米/秒，由于采用高的值號(hào)放大和的倍嗓比，使由天然氣調(diào)壓器產(chǎn)生的嗓音對(duì)測(cè)量的形響非常微小。

流量計(jì)算機(jī)

    超聲波流量計(jì)通過超聲控制計(jì)算機(jī)來控制工況流量的測(cè)量，計(jì)算和儀表數(shù)據(jù)讀取等，所有的操作參數(shù)儲(chǔ)存在流量計(jì)算機(jī)中；法定控制下的正式數(shù)據(jù)設(shè)定了密封的開關(guān)保護(hù)，所有參數(shù)由一組編碼的保護(hù)。

    流量計(jì)算機(jī)，用于與超聲波流量計(jì)配套使用具有以下特點(diǎn):

  ★集成體積修正功能.可以選擇PTZ修正或密度修正，測(cè)量的體積流量可以通過數(shù)字信號(hào)輸出或者體積脈沖輸出(正向和反向)；

  ★可以通過TCP/IP接口數(shù)據(jù)讀取.參數(shù)設(shè)置和遠(yuǎn)程服務(wù)；

  ★誤差曲線線性化，即利用高壓測(cè)試的誤差曲線進(jìn)行測(cè)量誤差的修正；

  ★儀表讀數(shù)，溫度和壓力測(cè)量值的存檔，以及事件和參數(shù)的變化等在事件薄存檔；

  ★具有MODBUS和DSfG總線；

  ★可以安裝在19"標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜的機(jī)架中；

  ★安裝流量計(jì)算機(jī)和超聲波流量計(jì)的最遠(yuǎn)距離可以達(dá)到500米；

  ★4路用戶可編程4~20mA電流輸出。

操作

  超聲波流量計(jì)的操作通過流量計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。即通過ERZ2000流量計(jì)算機(jī)操作鍵盤或者連接的PC上機(jī)操作，非常方便。所有的配置數(shù)據(jù)、測(cè)量值和計(jì)算值被存儲(chǔ)在一個(gè)方便直詢的表格里，表格的所有的單元可以通過按動(dòng)上下箭頭進(jìn)行選擇，顯示和修改。此外，儀表的讀數(shù)，如主要變量，可以通過單鍵直接進(jìn)入。通過ERZ 2000流量計(jì)算機(jī)的以大網(wǎng)接口(TCP/IP)可直接連接到網(wǎng)絡(luò)或者連接PC機(jī)中，實(shí)現(xiàn)通過普通網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行操作，無專門的操作軟件的要求。

無流量計(jì)算機(jī)時(shí)對(duì)超聲波流量計(jì)的操作

    標(biāo)準(zhǔn)版的超聲波流量計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過連接ERZ2000型流量計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)操作，這時(shí)，流量計(jì)算機(jī)連接到超聲波流量計(jì)信號(hào)處理單元系統(tǒng)，通過數(shù)字信號(hào)接收超聲波流量計(jì)的各種參數(shù)，通過Modbus協(xié)議RS485，TCP/IP以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)和PC機(jī)的本地通訊和遠(yuǎn)程通訊。

    通過信號(hào)單元增強(qiáng)電子系統(tǒng)，USZ 08超聲波流量計(jì)可以不使用流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，在超聲波流量計(jì)的信號(hào)處理單元附加的電子顯示單元，可以現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表讀數(shù)，主硬測(cè)量值和各種參數(shù)，顯示部分嵌裝在帶玻璃蓋子的防爆箱內(nèi)(EX-d),使用磁性筆進(jìn)行操作，超聲波流量計(jì)連接任何合適的體積修正儀，并具有可編程的4-20mA電流信號(hào)輸出。

兩種設(shè)計(jì)都具有報(bào)警和警告的數(shù)字信號(hào)輸出，對(duì)于雙向計(jì)量的產(chǎn)品還包括氣體流向信號(hào)等。

診斷軟件

   RMGVIew軟件與超聲波流量計(jì)一起配套提供，可以滿足超聲波流量計(jì)的電子測(cè)量系統(tǒng)直接連接到PC機(jī)，該軟件具有以下功能:

  讀取所有的儀表參數(shù)

  修改參數(shù)(只有標(biāo)定按鈕設(shè)置為允許)

  測(cè)量數(shù)值的圖形化表示

  生成測(cè)試證書，數(shù)據(jù)表，以PDF文件顯示輸出

  軟件使用方便，所有的數(shù)據(jù)系統(tǒng)的顯示到設(shè)計(jì)的表格，在用戶自定義表格可以將選定的測(cè)量數(shù)值與參數(shù)相結(jié)合。

超聲波流量計(jì)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳