超声波流量计

优势特点、应用领域

超声波流量计是一种满足计量精度高和稳定性好的高级测量系统，包括:

超声波流量计的量程比宽，适用于流量变化幅度大的计量场站    

超声波流量计无阻流元件，无压损                           

全钛金属外壳探头                                        

具有的声道冗余冗错功能                              

完整的电子计量装置，反应时间短

使用多级修正计算方法.保证计量的高精度

双向计量带双流向自动检测.双向累计流量分开计量，是一路实现进出的地下储气库计量的理想选择。

操作原理

    超声波流量计通过对超声脉冲传输时间的测量，实现气体的泣速测量.进而计算出天然气工况条件下的流量，也就是根据顺气流方向的脉冲比逆气流方向的迷度快的原理，计算出关系中的气体流速。

每个探头同时进行收发脉冲.每对探头通过连续进行脉冲收发方向切换完成测量.如:一个方向的传输时间测量完成后，原采的脉冲发射器就变为接收器，反之亦然。此外，声速的测量还取决于气体的组分类型.压力和温度等可以量化的因素，为了充分考虑到流态变化的影响，采用6声道分布在3个*平行的平面上.每个测量平面由两个相互交叉的声道组成，该声道结构的设计是根据高斯-切比雪夫原理科学排列，保证气体流速测量和不对称流，涡流，切向流检测与补偿均达到化，除此之外，还可以实现对流体流态变化的测量和诊断等功能。

结构介绍

    超声波流量计由12个探头传感器，信号测量系统，电子显示单元等测量元件组成，配套使用流量计算机。

    探头传感器通过法兰直接与流量计表体连接，但没有在测量管道内伸出，各声道分布设计相对于仪表的中心*对称，因此，无需修正或重新编程，就可直接用干天然气的双向贸易计量。

    电子值号测量系统直接安装在表体上信号处理单元.用于控制超声传感器的信号，评价超声探头的测量结果和计算每对声道的测量气体流速。提供有两种电子测量系统版本可供选择:一是在现场较体上的电子系统可以计算工况流量，累计流量和脉冲输出；二是所有的超声信号直接输入一个独立的流量计算机。

    超声波流量计算机具有修正仪的所有功能.通过数字信号连接到超声波流量计的电子测量系统内，可以计算，测量和读取超声波流量计的工况体积流量，标况流量，前/后小时和日累计流量变化，以及仪表参数修改等。

主要特点

★实时流态的检侧和修正:usz08按高斯-切比雪夫原理进行测量声道科学排列，6组声道按每个平面层两组声道的原则，形成3个天然气流动平面层，且相对与中心*对称.实现有效的捕捉和补偿流过天然气测量管径的流态的变化，包括对涡流，不对称流及切向流等。

★高精度和稳定性:流量计信号处理单元内置和采用多级修正万法。

★声道冗余和冗错功能:仪表内置声道重新构造的计算模型.保证在两个声道出现故阵时(在同平面或者两个不同平面)计量精度保证不变.具有PTB认证。

★流态分析功能:内置流态分析软件.通过对各个测量平面的数据进行对比分析.可以准确描述现场真实流态，测量涡流角度等。

★配置的灵活性:可以根据实际需要.超声波流量计可以选择配置现场显示体积修正仪，或者选择配置在控制室的流量计算机。

★全钛外壳的超声探头:高灵敏度、坚固耐冲刷、耐腐蚀和自防污设计。

★超声探头使用温度范围宽:-20~+55℃(40℃~+80℃可选)。

★高抗干扰性:内置数字滤波器.过滤各种嗓音.保证测量数据的准确性.参见抗干扰测试试验结果图。

★声速比对功能:按照AGA10报告.流量计算机ERZ2000软件内，超声波流量计声速比对功能(测量和计算).二者的偏差优于0.1%。

★RMG View远程诊断软件;配置*的RMG View远程诊断软件.采用TCP/IP协议，实现普通浏览器对流量计算机远程参数设定.满足天然气贸易计量远程自动化的要求。

★超声波流量计适用干常压下(1bar)正常工作。

★适用于一级(Zone1)防爆区域使用:探头为防爆设计.防爆等级为EExdIICT6。

★适用干双向贸易计量.多个计数器保证正、反双向的体积流量和累计流量分别计量。

★更换探头不需要标定

★探头可以带压更换(选项)。

安装要求

    超声波流量计可以水平和垂直安装.耍求配套入口10D和出口3D直管段.如果安装盘式整流器.则入口直管段可以减少到5D，任何相同口径的管段可以作为超声波流量计直管段，管道内径比超声波流量计内径偏差可以-2%/+5%。

由于超声波流量计的流速可以达到40米/秒。因此相同的流量时可以选择比涡轮流量计较小尺寸的超声波流量计同时可以缩短测量管道的长度。用于PTZ修正计算的温度变送器可以按照在流量计下游直管段2D-4D处，双向计量时安装在仪表任何一边直管段上距超声波流量计4D处。

6声道技术

六声道的布置特殊的设计相对于三.四声道其有以下优势:

  ★不敏感:声道布置按高斯-彻比雪夫原理进行科学排列，由2对文叉声道形成相互独立的流态分布面.满足在没有流态整流器甚至在形成涡流、不对称流，切向流等情况下，也可以满足高精度计量的要求。

  ★冗余:在任意一个或者两个超声探头损坏，出现故障时.不会影响超声波流量计贸易计量的准确性，超声波流量计具有通过对所有正常工作声道测量结果分析得到替代值的功能，使失效声道直建构建声道。

  ★可转移性:一个仪表的声道数越多，测量的结果越好，这些结果可以转移到x实的现场条件下的结果，这是在美国研究得出的结论。

测量精度

    声道几何布置，六声道技术和信号放大等流量计的基本特点保证流量计达到较高的测量精度，另外，仪表采用两级误差曲线的线性化修正，进一步提高流量计的精度，级修正是使用空气测量的标定曲线进行修正，第二级修正是来自高压测试结果的修正，在各种压力条件下曲线没有漂移。

    测量值和诊断值可以连续监视，故障发生时可以输出告警信号。

    超声波流量计符合超声波流量计的相关标准_如:AGA 9和IS017089。

下图为 DN200 ANSI600 6声道超声波流量计于2007年1月在没有多级修正情况下的测量曲线

下图为 DN300 ANSI600声道超声波流量计6声道于2006年3月在没有多级修正情况下的测量曲线

探头传感器

    每只探头传感器的组成是由压电晶体嵌入钛金属小腔内，该技术的合金材质不仅强度好而且可以防污。

超声探头传感器的操作狡率为120KHz/200KHz可选，口径大干DN200采用120KHz探头，口径为DN100和DN150采用200KHz探头保证测量气体流速达到40米/秒，由于采用高的值号放大和的倍嗓比，使由天然气调压器产生的嗓音对测量的形响非常微小。

流量计算机

    超声波流量计通过超声控制计算机来控制工况流量的测量，计算和仪表数据读取等，所有的操作参数储存在流量计算机中；法定控制下的正式数据设定了密封的开关保护，所有参数由一组编码的保护。

    流量计算机，用于与超声波流量计配套使用具有以下特点:

  ★集成体积修正功能.可以选择PTZ修正或密度修正，测量的体积流量可以通过数字信号输出或者体积脉冲输出(正向和反向)；

  ★可以通过TCP/IP接口数据读取.参数设置和远程服务；

  ★误差曲线线性化，即利用高压测试的误差曲线进行测量误差的修正；

  ★仪表读数，温度和压力测量值的存档，以及事件和参数的变化等在事件薄存档；

  ★具有MODBUS和DSfG总线；

  ★可以安装在19"标准机柜的机架中；

  ★安装流量计算机和超声波流量计的最远距离可以达到500米；

  ★4路用户可编程4~20mA电流输出。

操作

  超声波流量计的操作通过流量计算机实现。即通过ERZ2000流量计算机操作键盘或者连接的PC上机操作，非常方便。所有的配置数据、测量值和计算值被存储在一个方便直询的表格里，表格的所有的单元可以通过按动上下箭头进行选择，显示和修改。此外，仪表的读数，如主要变量，可以通过单键直接进入。通过ERZ 2000流量计算机的以大网接口(TCP/IP)可直接连接到网络或者连接PC机中，实现通过普通网络浏览器进行操作，无专门的操作软件的要求。

无流量计算机时对超声波流量计的操作

    标准版的超声波流量计系统设计通过连接ERZ2000型流量计算机实现操作，这时，流量计算机连接到超声波流量计信号处理单元系统，通过数字信号接收超声波流量计的各种参数，通过Modbus协议RS485，TCP/IP以太网接口，实现和PC机的本地通讯和远程通讯。

    通过信号单元增强电子系统，USZ 08超声波流量计可以不使用流量计算机进行操作，在超声波流量计的信号处理单元附加的电子显示单元，可以现场显示仪表读数，主硬测量值和各种参数，显示部分嵌装在带玻璃盖子的防爆箱内(EX-d),使用磁性笔进行操作，超声波流量计连接任何合适的体积修正仪，并具有可编程的4-20mA电流信号输出。

两种设计都具有报警和警告的数字信号输出，对于双向计量的产品还包括气体流向信号等。

诊断软件

   RMGVIew软件与超声波流量计一起配套提供，可以满足超声波流量计的电子测量系统直接连接到PC机，该软件具有以下功能:

  读取所有的仪表参数

  修改参数(只有标定按钮设置为允许)

  测量数值的图形化表示

  生成测试证书，数据表，以PDF文件显示输出

  软件使用方便，所有的数据系统的显示到设计的表格，在用户自定义表格可以将选定的测量数值与参数相结合。

超声波流量计数据远传