冶金行业煤气流量计量现场问题总结及解决方案

    一、目前存在的问题

    1、使用巴式流量计带来的问题。

    因为煤气流量小、管径大使流量计工作在微小差压，造成较大的误差，甚至测不出来。

    安装角度错误，尤其在冬季造成虹吸效应。

    多孔取压造成堵塞。

    2、使用锥形流量计存在的问题。

    煤气腐蚀，容易使锥体脱落，造成事故。

    负压管会造成不可逆转的堵塞。

    3、煤气密度、含水量参数不知道，在设计的时候的“设计流量”和”设计含水量”是估计出来的。

    4、煤气爆燃，造成测量装置变形。

    二、解决方案

    1、一体化节流巴流量计是2014年河北省技术重点科研项目，解决大口径、含水、脏污、小流量气体的流量计量。

    2、插入节流式设计，通过改变节流面积使差压值放大，解决了小流量问题。

    3、节流件加强筋设计，使整体强度大幅度提高，同时替代了强漩涡区位置，使压力损失减小到差压的1/10。

    4、取压管单独插拔，解决了气源管堵的问题。

    5、倾斜安装，使积水可以顺利从街头见下端流走，也避免了虹吸效应。

    6、允许整体带压安装设计，

    7、使用微微差压多参数变送器，解决了微小流量问题和温压补偿、宽量程、双向计量、数字化问题。

    8、阀结构，避免了冷凝水的滞留，解决了三阀组的传统问题。

    涡轮流量传感器具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏，安装维护使用方便等特点的新一代涡轮流量计，广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、润滑油、植物油、柴油、石油等多种油产品。

    涡轮流量传感器原理：

    涡轮流量传感器是在管道中安装一个可自由转动的叶轮，流体流过叶轮使叶轮旋转，流量越大，流速越高，则动能越大，叶轮转速也越高。测量出叶轮的转速或频率，就可确定流过管道的流体流量和总量。

    本身不具备现场显示功能，仅将流量信号远传输出，三线制脉冲输出，高电平≥8V，低电平≤0.8V，信号传输距离≤1000米。仪表价格低廉，集成度高，体积小巧，特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。

    西安实达同创主要经营：污水流量计，磁翻板液位计，蒸汽流量计，涡街流量计，涡轮流量计，电磁流量计，金属管浮子流量计；压力仪表：压力表，压力变送器，差压变送器等；温度仪表：热电偶，热电阻；液位计仪表：磁翻板液位计，投入式液位计等系列产品，广泛应用于石油、电力、化工、冶金、自来水等行业。

    涡街流量仪表是根据卡门涡街理论，利用了流体的自然振动原理，以压电晶体或差动电容作为检测部件而制成的一种速度式流量仪表。

    涡街流量仪表是根据卡门涡街理论，利用了流体的自然振动原理，以压电晶体或差动电容作为检测部件而制成的一种速度式流量仪表。

    涡街流量传感器具有无可动部件、测量范围度大、介质适应性广、测量精度高、检定周期长、传输信号距离远、压力损失小、结构简单、运行可靠、使用寿命长、安装维护方便等许多显著优点。可广泛应用于石油化工、冶金机械、食品、造纸，以及城市管道供热、供水、煤气等行业的各种液体、气体、蒸气等单相流体的工艺计量和节能管理。

    产品特点

    1.采用抗机械震动，抗冲击和抗脏污的结构新设计。

    2.采用最先进的集成电路，信号处理精度高，高抗干扰性，可靠性高。

    3.可选用加宽量程型号，获得优越的小流量性能和扩宽的流量范围。

    4.可选用电容式流量计，抗震性能好，最高测量温度达到400℃。

    5.可选用潜水型流量计，允许长期浸泡在水中工作。

    测量原理

    涡街流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相关的电子线路等组成。当液体流经三角柱形旋涡发生体时，它的两侧就成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街，这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力，该压力作用在检测深头上，便产生一系列交变电信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号

    进行压力补偿

    压力补偿压力变送器的选择：由于饱和蒸汽管路长，压力波动较大，必须采用压力补偿，考虑到压力、温度及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于明通公司管道饱和蒸汽压力在0.3－0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。

    1.被测介质含有较多杂质时，应在传感器上游直管段要求的长度以外加装过滤器。2.传感器应避免安装在有机械振动的管道上。当振动不可避免时，应考虑在距传感器前后约2DN处的直管段上加固定支撑架。3.传感器应避免安装在有较强电磁场干扰、有热辐射、有腐蚀性气体、空间小和维修不方便的场所。

    涡街流量传感器被广泛的应用于石油、化工、冶金等工业部门，也被应用于市政工程和环保行业，和蒸汽的流量计量及检测和控制。

    涡街流量传感器便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。

    注意事项

    （1）涡街流量传感器在应用中应注意保持探头清洁，当增益值/噪声或信噪比/信号质量等反映探头清洁程度的技术指标接近或达到界限值时，涡街流量传感器的计量结果不准确，当表体和直管段脏污时也会影响计量结果。因此，气体涡街流量传感器探头、表体及上下游直管段的清洗是维护保养的一项重要工作。

    （2）用于贸易交接计量的涡街流量传感器及其二次仪表应按照相关规程的要求进行周期检定。涡街流量传感器的检定分为离线检定和在线校准。

    正确地选择安装地点和正确安装流量计都是非常重要的环节，若安装环节失误轻者影响测量精度，重者会影响流量计的使用寿命，甚至会损坏流量计。不同流量计所要求的前后直管段长度是不一样的。

    一、《自动化仪表工程施工及验收规范》-GB50093-2013中对流量计上下游直管段的通常要求如下：

    质量流量计---无要求；

    转子流量计---上游不小于0～5倍管径，下游无要求；

    靶式流量计---上游不小于5倍管径，下游不小于3倍管径；

    涡轮流量计---上游不小于5～20倍管径，下游不小于3～10倍管径；

    涡街流量计---上游不小于10～40倍管径，下游不小于5倍管径；

    电磁流量计---上游不小于5～10倍管径，下游不小于0～5倍管径；

    超声波流量计---上游不小于10～50倍管径，下游不小于5倍管径；

    容积式流量计---无要求；

    孔板---上游不小于5～80倍管径，下游不小于2～8倍管径；

    喷嘴---上游不小于5～80倍管径，下游不小于4倍管径；

    文丘里管、弯管、楔形管---上游不小于5～30倍管径，下游不小于4倍管径；

    均速管---上游不小于3～25倍管径，下游不小于2～4倍管径

    二、流量计安装点的要求

    1、若流量计安装点上游有90°弯头或下行接头，流量计上游应有不小于20D的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。

    2、若流量计安装点上游在同一平面内有90°弯头，流量计上游应有不小于25D的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。

    3、若流量计安装点上游有渐缩管，流量计上游应有不小于15D的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。

    4、若流量计安装点上游有渐扩管，流量计上游应有不小于18D的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。

    三、特别注意：

    1、涡街流量计安装点上游较近处若安装有阀门，不断地开关阀门对流量计的使用寿命影响极大，极易对流量计造成永久性的损坏。

    2、流量计尽量避免在架空的且较长的管道上安装，因为流量计的下垂非常容易造成流量计与法兰处的密封泄漏，如果不得已要安装时，必须在流量计上下游2D处设置管道紧固装置。

    3、质量流量计的安装对前后直管段无特殊要求。但必须满足以下条件：（1）对于液体介质，应使流量计处于管道低点。避免因背压过低而使介质汽化，影响测量结果。对于气体介质，不能使流量计处于管道局部低点，以避免测量管中有积液而产生测量误差。（2）对于液体介质，在运行过程中必须保证介质充满管道。不能使测量管中存在气液或液固两相流体。如果安装在垂直管道上，应使流体自下向上流动。如果必须从上向下流动，则可在流量计后设置一个限流孔板，防止测量管被抽空。（3）流量计与连接法兰必须完全对准，否则会给测量管带来外应力而影响测量结果。（4）要避免强电磁场对流量计造成干扰，流量计附近不能有大电机等干扰源。（5）同型号的质量流量计相邻安装时考虑将震动频率错开，避免共振产生的负面影响，而且两台流量计的间距至少相当于仪表长度的4倍。（6）注意将流量计相位测量的固有振动频率与管道固有的振动频率，否则将引起测量的波动。（7）流量计前后应安装截止阀门，以方便运行前进行零点校正。

    4、转子流量计必须安装在介质流向自下向上的、无振动的垂直管道上。安装时要保证流量计前应有不小于5倍管子内径的直管段，且不小于300mm；5、当被量介质中含有固体悬浮物时，靶式流量计需要水平安装。靶式流量计安装在垂直管道上时，液体流向宜由下而上。靶式流量计人口端前直管段长度不应小于5倍管子内径，出口端后的直管段长度不应小于3倍管子内径。

    超声波流量计的换能器的安装位置应尽量选择远离扰动区、流场平顺、施工难度小的位置，应避开管路的焊接位置和凹凸不平处，不宜选择在弯头、变径、阀门、节流装置等能产生压降的设备的下游，因为管道中的流体当压力降低时会不同程度释放出气体，这些气体会减弱超声波信号的强度，同时会产生噪声，影响到流量测量的准确度。由于气体会聚集在管道的最高处，为避免流量计由于夹杂有气体或空气或者空管而造成测量误差和功能异常，同时应避免将流量计安装在该位置。换能器可以选择安装在水平管段或者垂直管段，选择垂直管段的部位时，优先选择管中流体向上流动的位置，当现场条件不具备时，才考虑流体自上向下流动的管段，但此时需保证管道内的背压，确保流体满管平稳流动。

    对于单声道超声波流量计，其精度要比多声道超声波流量计的精度差一些，为提高单声道超声波流量计的测量准确性，在实际工程设计时，还应尽量保证单声道超声波流量计安装位置的上游侧30倍管径长度的范围内没有影响流体扰动的阀门、水泵、节流孔等。

    水电站中测量机组过机流量时，超声波流量计宜安装在蜗壳前压力钢管水平直管段上，超声波流量计换能器安装位置前后的直管段长度应满足前10D后3D(部分厂家要求前10D后5D)，在无法满足前10D后3D直管段长度要求的情况下，安装位置的上游直管段宜大于其下游直管段的长度。对于水泵水轮机，由于需要兼顾水轮机和水泵两种工作模式，需满足前10D后10D的直管段条件。对于无法满足直管段条件的水电站，可采用交叉声道面配置、采用更多的声道数以提高复杂流场条件下的流速代表性。

    在超声波流量计使用初期，GB/T18604-2001《用气体超声波流量计测量天然气流量》规定的上游直管段长度最短为10D，下游为5D。经过一段时间的使用发现，超声波流量计对流态要求较高，而计量现场的复杂工艺管路构成会导致流态的变化。因此，为了使流场在进入流量计前能够充分发展，国际标准提高了配置直管段的要求，ISO17089.1-2010《封闭管道中液体流量的测量.气体超声波流量计.第１部分：运输监护和配置计量用仪表》规定：在相关厂家未提出直管段配置尺寸时并安装了流动调整器的情况下，上游直管段长度最短为30D。GB/T18604也跟踪了国际标准的变化，并及时进行了修订，修订后的GB/T18604-2014对上游最短直管段长度的要求也提高到了30D。近年来，技术的进步提高了超声波流量计对流场变化的适应性，AGAReportNO.9-2017《用多声道超声波流量计测量天然气流量》在2017年修订时认为，在安装了流动调整器的情况下，上游最短直管段长度只需满足20D。

    通过对超声波流量计测量天然气流量的国际标准及国家标准的对比分析可以得到：国家标准与国际标准的主要技术内容是基本一致的，均明确了应首先由相关制造商提出上、下游直管段配置，但在相关制造商未提出直管段配置建议时，不同标准推荐的上游最短直管段长度有一定差异：安装流动调整器后，GB/T18604-2014建议上游直管段最短为30D，AGAReportNO.9-2017建议上游直管段最短为20D。３个标准均提到了速度曲线畸变对流量计可能造成的影响，并且部分流量计由于设计上考虑了这种因素，则不需要进行流场调节，但对于上游阻流件、阀门和直管长度的不同组合对计量准确度的影响程度并没有进行说明，对于流动调整器的流态调整效果也没有具体描述。

    超声流量计按测量原理，可以具有多种不同的形式。它们所依据的原理如下。

    1）传播速度差法；

    2）多普勒法；

    3）波束偏移法；

    4）噪声法；

    5）旋涡法；

    6）相关法；

    7）流速-液面法。

    上述各种方法用于流量测量各有特点，可以根据被测流体、精确度要求等的不同，予以选择。从精度上看，传播速度差法较好。

    超声波流量计工作原理

    2019-06-1618:13·北京中瑞能仪表

    超声波流量计

    工作原理：超声波流量计通过检测流体流动对超声波产生的影响来对液体流量进行测量，其利用的是“时差法”。首先，使用探头1发射信号，信号穿过管壁1、流体、管壁2后被另一侧的探头2接收到;在探头1发射信号的同时探头2也发出同样的信号，经过管壁2、流体、管壁1后被探头1接收到;由于流速的存在使得两时间不等，存在时间差，因此根据时间差便可求得流速，进而得到流量值。

    工作特点：可以测量常规管道流量，还可以测量不易观察、不易接触的管道的流量;其不仅可以测量常规流体流量，还可对具有强腐蚀性、放射性、易燃、易爆等特点的流体进行流量的测量。但是超声波流量计对所测流体的温度范围有所限制，目前我国的超声波流量计仅可用于200℃以下流体的测量;而且，超声波流量计的测量线路相当复杂，对测量线路要求较高。

    由于外夹式超声波流量计具有其它类型仪表所不具有的特点，现已广泛地应用于工业上各种自来水、污水、海水等液体的测量，还用于石油、化工、冶金等领域，生产厂家一直致力于发展和研究更高质的产品，坚持客户第一，服务至上。

    外夹式超声波流量计是一种非常适用于管道满管测量的流量仪表，具有安装方便、非接触式，既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量，其测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

    对于外夹式超声波流量计，我们该如何正确使用，才能最大程度地保证数据的稳定呢？我们主要从以下5个方面来进行解析：

    一.首先确认管道中流量计是否充满流体，只有充满流体才能保证数据最大程度的精准，这一点是十分重要的；

    二.如果管道太靠近墙壁，可在有倾斜角度的管道直径上安装探头，而不必非在水平管道直径上安装，应选用Z法安装探头；

    三.仔细选择管道致密部分并充分打磨光亮，涂抹充分的藕合剂安装好探头，如果有抱箍可以在进行加固，更好地促进吻合；

    四.分别细心地在安装点附近慢慢移动每个探头，寻找到较大的信号点，防止因为管道内壁结垢或因为管道局部变形导致超声波束反射出预计的区域而错过可接收到较强信号的安装点；

    五.对内壁结垢严重的金属管道可使用击打的办法使结垢部分脱落或裂缝，但要注意，此方法有时反而因为结垢和内壁之间产生空隙而丝毫无助于超声波的传输。由于外夹式超声波流量计常用来测量脏污流体，运行一段时间后，常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。建议在有条件的情况下能够在上游安装过滤装置，那样会更好地发挥仪表稳定的效能，保持测量数据的稳定性。

    超声波流量计由超声波换能器、电子转换线路、流量显示累积系统三个部分组成。超声波换能器采用铸铁酸铅压电元件制作，利用压电效应发射和接收声波，通过检测流体对超声束(或超声脉冲)的影响来测量流体体积流量。

    超声波流量计的原理：传递的声讯号穿过管道内流动的介质时，其传递速度受介质流动速度的影响。

    声讯号在两个传感器之间的传递时间取决于管道内介质的流速。一个声讯号通过上游的时间要比它通过下游的时间长。这个时间差值dt与管道内介质的流速vf成比例。

    V：介质流速；θ：声速与液体流动方向的夹角；

    M：声束在液体的直线传播次数；

    D：管道内径；Tup：声束在顺流时的传播时间；

    Tdown：声束在逆流时的传播时间；△T=Tup-Tdown。

    当超声波波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术）；介质流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。其关系符合上述表达式。

    目前所使用的超声波流量计系统主要有以下两种工作原理：

    1.1速度法：

    管道内介质流速vf按以下公式求得：

    vf=(L/2cosβ)[dt/(t1t2)](1)

    式中：t1，t2分别代表声讯号通过上游与下游时间；

    dt为声讯号通过上游与下游的时间差；

    L为声讯号通过路径长度；

    β为代表管轴线与L之间角度。

    1.2环鸣系统法(Sing2aroundSystem)

    如果在两个不同的方向上比较两条脉冲链的频率差，这个脉冲差与流体速度也成比例。

    这是流速的基频表示法,与流体中的声速无关。

    以上两种对流体流速的算法的理论基础是相同的，其流体流速vf的理论值也是基本相同的。利用不同的二次仪表设置不同的流量系数均可显示其容积流量。

    性能特点：

    (1)适用于各种管径流量的高精度计量，其流量和管径越大，精确度越高；

    (2)测量范围(量程比)很宽，一般为1：40～1：160，最大能达到1：300；

    (3)重复性很高，能实现双向流量计量；

    (4)流量计本体无压力损失，可精确测量脉动流；

    (5)节能，可大大降低长输管道增压费用；

    (6)不受沉积物或湿气的影响，无可动部件；

    (7)所需上下游直管段较短(上游为10D，下游为3D)；

    (8)无磨损，示值无零点漂移现象，偏移误差小；

    (9)动态计量范围宽；

    (10)不受涡流和流速剖面变化的影响；

    (11)不受压力、温度、分子量、气体组分变化的影响；

    (12)不需要重复标定。

    应用：

    1.计量流体体积流量

    作为流量计使用时，其流量范围是很宽的，可以双向计量，对于黏度较高、甚至小流量的流体亦可计量。同时，它的维修费用较低。它没有机械零件处于管线之中，不受其他介质影响，不需要调正和控制，也不需停产操作。但是超声波流量计的精度依赖于介质特性。其补偿技术是必须的，为了简化补偿系数f，必须在管线上游保留10倍直径的直管段和在下游保留5倍直径的直管段。对于在一定安装条件和流体特性条件下可确定一个实际的流量系数进行补偿。

    2.泄漏检测

    在正常情况下输送管道的入口流量应完全等于该管道出口流量。如果不等，那么泄漏现象就一定存在。如果两计量仪表之间的计量读数改变并超过了额定精度，就可发现泄漏现象。计量仪表越精确，检测泄漏量也越准确。但是对于大口径管道检测时，由于有温度和压力的影响，其温度和压力变化的补偿量也须考虑。如一个DN1000的管线，其温度变化10℃，容积也相应变化0.8%。一个DN1000，长100km的管线在0.1MPa压力变化下能引起10m3的容积变化。鉴于这种情况，两组流量计之间距离不得太长。其距离越短，越易检测出泄漏情况。

    误差分析：

    1.噪声影响

    超声波流量计可能会受附近超声波噪声源的不利影响。这种噪声源包括减少可听见噪声的无噪声阀、压力调节器和管道的其他重要节流部件。流量计生产厂家正在积极地解决这个问题。计量站设计人员应向生产厂家请求协助。现场经验表明：最好找出流量计上游潜在的噪声源，在流量计和噪声源之间设置弯头会有助于减轻额外的超声波噪声。

    2.流体清洁度影响

    超声波传送器表面的堆积物(压缩机油、冷凝液等)可能会使装置不经过流体传送超声波脉冲。这可能会引起所谓的超声波路径“脱落”，路径“脱落”会增加计量误差。在测量气体流量时，气流装位置相同时，初始容积较大的空气罐能更有效地控制水击压力的产生，也就是空气罐越大越好。但在实际工程中，其大小要受经济，外观等因素的约束。空气罐的容量通常用试算方法确定1。图5为空气罐的不同安装位置对A处压力变化的影响。从图5可以看出，空气罐安装在不同的位置对管道的压力影响也不同。空气罐安装在B处时，对A处发生的水击控制不大，而且还有增强水击的可能性，也就是其水击压力可能大于安装空气罐时的水击压力。

    就管道系统终端阀门瞬时关闭的情况，在输液管道上适当的位置安装容积一定的空气罐能有效地控制水击的发生。空气罐的初始容积越大，越能有效控制水击；空气罐安装在某些位置且罐的容积较小时，安装空气罐后的水击压力有时会大于不安装空气罐时的水击压力。

    可选配传感器：

    一体式超声波冷／热量表：

    一体式超声波冷/热量表避免了外缚式和插入式传感器在安装过程中由于人为和管道因素产生的误差。具有精度高、量程比宽、无压力损失、安装简单等优点。

    分体式超声波冷／热量表：

    固定分体式超声波冷／热量表广泛应用于供热管网的在线计量。主机分为壁挂标准型、壁挂防爆型、盘装型和本地显示型，传感器分为外缚式、插入式、管段式等。

    传感器：

    插入式传感器：

    安装时在被测管道上使用专用开孔工具打孔，将传感器和被测介质直接接触测量，可带压不停产安装。该款传感器解决了外缚式传感器在测量结垢较厚的管道时不易接收到信号及长时间测量信号衰减的问题，具有不停产安装、免维护、与管径无关、无压力损失等特点。

    管段式传感器：

    管段式传感器是采用法兰将管段传感器与被测管路直接连接的一种测量方式，该传感器解决了外缚式和插入式传感器在安装过程中由于人为或被测管道参数不准确引起的误差而造成测量精度下降的问题，具有测量精度高，稳定性好、免维护等特点。

    安装工况要求：

    安装点选择：

    为保证测量精度和稳定性，传感器的安装点要选择在流场分布均匀的直管段部分。

    安装测试井的建筑施工要求：

    注意事项：

    在管道轴线水平位置±45°范围内安装传感器；

    将主机壳体接地。

    传感器安装位置应避开法兰、焊缝、变径。

    留足够空间便于人能直立工作。

    超声波流量计安装和使用注意事项

    1、安装要求

    （1）超声波流量计传感器必须在管道处于非工作状态时安装，具体安装时需要对两条支线进行交替切换。

    （2）确保传感器安装单元的尺寸与管径一致，上下误差不得超过1%。

    （3）超声波流量计传感单元应安装在水平方向45°的范围内，可以有效避免换能器声波表面受颗粒或空气干扰。

    （4）上下游应保证有必要的直管段，上游直管段最少10D，下游直管段至少为5D。

    （5）超声波流量计安装需要在无阻力部分，前后避开阻力构件如（弯头、阀门、变径处）。

    （6）换能器安装处和管道壁反射处必须避开接口和焊缝。

    （7）换能器安装必须达到一定的要求，特别是管道衬里、垢层需要达到厚度要求，避免二者之间存在间隙。重视管道内壁锈迹的清洁工作，采用合适的方式进行清理。

    （8）换能器工作表面与管式输送机管壁之间应选择合适的耦合剂，防止有其他的传播介质进入而降低测量的精度。

    2、使用注意事项

    超声波以其可靠性高、准确度高的优点，在大流量气体的测量中占有重要地位。但要充分发挥其计量优势，在应用过程中必须充分考虑环境因素对计量结果的影响。因此，在使用过程中除了需要满足国家颁布的《GB/T18604-2014用气体超声流量计测量气体流量》使用规定和其他一些具体操作规范的要求外，还应充分考虑以下因素对测量的影响。

    （1）流量计的流量测量范围由被测气体的实际流速确定。不同的气体介质其实际流速也有所区别，例如我们熟知的天然气。一般来说，天然气的典型流量范围为0.3m/s～30m/s，用户应验证超声波流量计规定的使用范围是否能满足被测气体流量的测量要求。

    （2）受到诸多外部因素的影响，超声波流量计在工作过程中可能会出现一定的误差，如果外部干扰频率与其工作频率基本一致，那么会降低传输的效率和精度，最终测量的流量结果准确性降低。因此在具体设计与安装过程中需要考虑到上述因素，使得流场条件保持较高的稳定性。

    （3）受生产技术和运输等原因的影响，被测气体中或多或少的会含有一些污染物。如果这些气体进入到流量计中，则在一段时间之后必然会有杂质聚积在探头等位置，降低管道内径减小，流量计的测量结果会受到一定的影响，真实数值以及测量结果的偏差增大。因此必须重视管道的清洁工作，将其中的杂质进行清除，同时需要保证测量气体的质量，避免含有较多的污染物。在检测流量计过程中需要采用先进的检测工具，明确流量计内部的杂质情况，采取合适的方式及时清理，避免影响到最终的测量结果。

    （4）必须重视超声流量计的维护与检测工作，检测声道的故障情况，针对存在的异常问题进行分析和处理；清理超声换能器表面的杂质，此外还需要对其他的部件进行检测分析。一般需要每年对超声波流量计进行检定，检定周期最大为2年，否则无法保证其处于正常的工作状态。

    超声波明渠流量计，由测液位的超声波探头，流量计算变送器组成。按结构不同可分为一体式和分体式。适用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处理、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯形、U型明渠流量的测量。超声波明渠流量计需要搭配堰槽一起测量，常用的堰槽有巴歇尔槽、矩形槽、三角堰等，可根据不同现场环境选择合适的搭配方法。

    超声波明渠流量计是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。非满管态流动的水路称作明渠，测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(openchannelflowmeter)。明渠流量计除圆形外，还有U字形、梯形、矩形等多种形状。

    产品分类

    智能型明渠流量计　明渠流量计品种很多，常见的有堰式明渠流量计和槽式明渠流量计两大类。

    应用范围

    明渠流量计应用场所有城市供水引水渠；火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。

    产品特点

    1、可测量非满管（圆管、蛋形管或其它异形管）流量

    2、可测量渠道（圆形渠、矩形渠或其它异形渠）流量

    3、可测量天然的河、溪流量

    4、可测量污水排放渠道或管道（下水道）流量

    5、可测量正向和反向流速和流量

    6、可提供瞬时流量值和累计流量值

    7、输出信号：RS-485、Modbus、4-20Ma电流信号和多路开关量

    8、传感器可在恶劣的现场和污水水质下长期工作

    9、可选配短信或GPRS无线模块实现远程遥测

    10、传感器外壳为聚碳酸酯，防护等级IP68

    11、内置自动温度补偿

    12、盲区可调节，屏蔽探头附近干扰信号

    在许多非满水、大流量（或小流量），自然流动的自由水面状态下测量流体的流量，谓之明渠流量检测。由于明渠流量较大或较小，流体中往往会有一定的腐蚀性或夹带一些杂质，使用一般的管道流量计检测流量是很困难的。例如工业企业排水、医院废水、农业灌溉用水、城市地下水道排水等领域中，明渠流量检测尤其是超声波非接触式明渠流量仪为首选的流量检测仪器。

    超声波明渠流量仪与相应的巴歇尔槽配用，利用超声波在空气中的传播规律来测量液位高度，并不断把液位信息传输给主机，主机通过运算系统，自动测出瞬时流量和累计流量并存储。本仪器采用国际先进技术与流体不接触即可完成流量检测，并具有完善的液位测量功能，控制功能，数据传输功能和人机交流功能。本机是集超声波收发传感器，伺服电路、温度补偿传感器和补偿电路单元、积算主机、显示器、控制信号输出及串行数据或模拟量输出单元为一体的流量测量仪器。

    在工业现场，测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量计是工业测量中最重要的仪表之一。随着工业的发展，对流量测量的准确度和范围要求越来越高，为了适应多种用途，各种类型的流量计相继问世，广泛应用于石油天然气，石化化工，水处理，食品饮料，制药，能源，冶金，纸浆造纸，和建筑材料等行业。

    目前，按照结构原理，流量计可以分为：

    1)容积式流量计;

    2)叶轮式流量计;

    3)差压式流量计;

    4)变面积式流量计;

    5)电磁流量计;

    6)超声波流量计;超声波明渠流量计

    7)流体振荡式流量计;

    8)质量流量计;

    9）涡街流量计；

    10)其他流量计;(如：冲量式流量计和动量式流量计)

    工作原理

    超声波明渠流量计是一种容积式流量计仪表，当气体通过流量计时，在入口和出口间产生的压差，作用在高精密同步齿轮联结在一起的一对罗茨轮上，从而驱动罗茨轮旋转，超声波明渠流量计在这期间，罗茨轮与壳体内壁和压盖之间形成的密闭空间——计量腔周期地充气和排气，罗茨轮的转数与通过流量计的气体体积量成正比。超声波明渠流量计的旋转经磁耦合器传递给机械计数器（或输出流量脉冲信号），从而累积流经计量腔的体积量实现计量的目的。

    1、涡轮流量计

    涡轮流量计采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪两部分组成，也可做成整体式。涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中3类重复性、精度最佳的流量计。

    优点：

    （1）高精度。

    （2）重复性好。

    （3）无零点漂移，抗干扰能力好。

    （4）范围度宽。

    （5）结构紧凑。

    缺点：

    （1）不能长期保持校准特性。

    （2）流体物性对流量特性有较大影响。

    涡轮流量计在以下测量对象中有着广泛应用：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体等。涡轮流量计在天然气计量方面的应用仅次于孔板流量计。

    气体涡轮流量计

    2、超声波流量计

    超声波流量计按测量原理分可分为速度差式和多普勒式，利用速度差式原理制造超声流量计是目前使用最多的一种超声波流量计。利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于测量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质，使用有一定的局限性，但却解决了时差式超声波流量计只能测量单一清澈流体的问题，也被认为是非接触测量双相流的理想仪表。

    优点：

    （1）可用来测量大管径流量。无阻碍物、压损小、便于安装。

    （2）可测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。

    （3）测量范围大，管径范围从20mm~5m，且制造成本与管径大小关系不大。

    （4）测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式。

    缺点：

    （1）温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。

    （2）抗干扰能力差，易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰。

    （3）直管段要求严格，为前20D、后5D，否则离散性差，测量精度低。

    （4）安装的不确定性，会给流量测量带来较大误差。

    （5）使用寿命短（一般精度只能保证1年）。

    （6）价格较高。