从近年淮安华立仪表有限公司的发展看,气体超声波流量计具有从理论上无需进行流量标定、与检测介质无关等无可比拟的优点,但是还要实际验证,现正逐步走向实用化。国外一些著名仪表公司都已批量生产,包括用于主管道的大口径流量计和家用燃气表已经积累了相当多的应用经验,其价格将逐步降低,可以预测它将占有较大的市场。随着我国天然气工业的高速发展,超声波流最计在天然气工业领域中预计有巨大的应用前景。
超声流量计的工业应用已有约40年历史,以前主要是在液体方面的应用,由于气体声
能衰减较大,在气体方面的应用遇到很大困难0 80年代以来,由于高速数字信号处理技术和先进的压电陶瓷技术的发展,使气体超声流量计测量天然气技术有突破性进展,近年来,它的研发呈加速发展之势。国际标准化组织ISO发布ISO/TR 12765《用时间传播法超声流量计测量封闭管道内的流体流量》,美国1 998年颁布了AGA NO.9《用多声道超声流量计测量天然气流量》总结了阶段成果,目前澳大利亚和欧洲各国正在进行制定国家标准和国际标准的准备工作。
与孔板、涡轮流量计相比,气体超声流量计确实还很年轻,许多实用问题仍在探索中,但是它的潜力,优势却是明昱的,近年建成的世界最大容量的天然气实流校验装置(加拿大TCC装置)甚至采用它作为辅助标准表。当然,它还仅是气体涡轮流量计的副手。
气体超声流量计有以下几个特点引起人们的重视:
(1)提出解决流体流动特性对流量计特性影响的新方法
推理式流量计的特性受流体流动特性的影响,是现场测量附加误差增加的一个主要原因,它是此类流量计试验研究的主题之一。但是由于现场阻流件类型的复杂性,流速廓形畸
变,旋转流以及脉动流等类型千变万化,7L板流量计花r数十年时间,耗费大量人力、物力进行试验,其成果仍不能满足现场的需要,其他类型流量计的研究试验仍在大力进行中。近年出现的多声道气体超声流量计,它利用多声道构建层析网络,然后应角计算机技术进行实时补偿取得良好效果,这是一种应用软测量技术解决问题的方法,它与孔板流量计等采用对号入座式对阻流件逐个试验的方法无疑有较好的技术经济性。
流量计可实施干校(无须实流校验)是仪表先进性的标志,所有类型流量计都在追求实行干标,但是并非全部流量计皆可实现。干标给仪表制造厂和用户带来巨大的经济利益,尤其是用户可解除其后顾之忧,试想,一台高压大口径流量计需定期实行实流校验,其麻烦是很大的。超声流量计由于其本身工作原理的特点,实行干标独具优势,初步研究表明,气体超声流量计实行干标是完全可能的,对于时间传播法,它可由时间和长度二个参数进行干标,求得流量计的仪表系数。
流量计的计量溯源性
由于流量参数的动态性质,仪表准确度存在较大问题之一是计量溯源性。至今国际上还没有公认的流量景值的实物标准,流量量值的统一采用装置比对实现。流量量值的原级标准是一座流量标准装置,在装置上把各基本量(长度、质量、时间及温度)综合为导出量——流量,然后把流量量值传递给一台或一组流量计,称为传递标准(流量量值的体),借助传递标准把量值传递到工作仪表。由此可见,原级标准是一种固定装置,其特点与流量计有较大差别,不仅标准没有移动性,它亦无法实际反映流量参数的动态性质。如果能够在一台流量计上把基本量综合为导出量,它将足一台原级标准。时间传播法超声流量计的流量方程主要由二个基本量组成:时间和长度。现在国际上有些专家已注意到这个特点,认为超声流最计存在成为原级标准的可能,如果这可能变为现实,则流量测量技术将产生革命性的变化。
主要优点:
①无阻碍物,无可动部件,压损小,无示值漂移现象;
②量程比宽(40:1~200:1);
③不受气体压力、温度或组分变化的影响;
④不受气体中固体颗粒和液滴的影响;
⑤重复性好,准确度高,线性好(采用了分布合理的多反射并将声程加长的专利技术);
⑥有强大的自检测与自诊断功能(超声换能器发射功率自动增益控制,测量有效性及采
样百分比监测功能);
⑦全数字式计量系统,易于实现数字通信;
⑧超声换能器可正常工作在0. lMPa(表压)至15MPa(表压)的压力范围内;
⑨采用单反射和双反射与普通传统声道的超声流量计相比声道长度大了6倍,使测量误
差减少一半以上;
⑩专利的声道布置合理,可形成密闭的超声层析网络,相对于管轴线是绝对轴对称的,
不受安装方位,速度分布和涡流的影响;
⑨维护简单,可带压更换超声换能器;
⑩可精确测量双向流和脉动流;
气体超声流量计的应用场合:
①贸易输送计量;
②地下储气库(双向计量);
③氕体压缩机控制,气体处理厂,计量和调压站,过程工业中高价值气体的计量和火电
厂耗气量计量等一般流量计量或检测场合;
④作为常规贸易计量仪表的检定标准表。
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