本文介紹了DANIEL超聲波流量計工作原理，并結合中石化西北油田分公司某配氣門站現場實際使用情況，對噪聲及氣質條件對超聲波流量計計量準確度的影響進行了分析并制定了控制對策．

1.．前言

中石化兩北油田分公司某配氣門站采用目前比較先進的DANIEL氣體超聲波流量計進行計量交接。超聲波流量計有著其它流量計不可比擬的優勢，為了使其優勢在實際生產中得到更好的應用，我們通過對其工作原理進行分析，并結合生產實際，對影響計量準確度的若干因素進行了分析并制定控制對策，尋求***佳的運行狀態．實現經濟效益***大化目標。

2．超聲波流量計測量原理

DANEL超聲波流量計是時間直通式超聲波流量計，聲波由一個探頭發

射，另一個接收，不經管壁反射，聲波由上游向下游傳輸的時間f由于聲波被氣流推動)小于聲波由下游向上游傳輸的時間(聲波被氣流反向阻擋)，通過上、下游測得的傳輸時間差可以計算出氣流的平均速度，從而計算出氣體流量。

3．影響計量準確度的現場因素分析

根據超聲波流量計的工作原理及現場運行情況分析，噪聲干擾、氣體所含雜質對超聲波流量計計量系統準確度影響較為明顯。

3．1噪聲

某配氣門站發現–臺3400型超聲波流量計工作不正常，瞬時流量頻繁出現漂移，上下游計量結果偏差較大。使用Meterlink軟件連接超聲波流量計后，發現各個聲道工作狀態均不正常，A、B和C聲道出現黃色警示，D通道出現紅色報警：噪音干擾來自超聲波流量計上游。經分析，造成該情況產生的原因為現場工藝管線連接中，流量計與調壓閥為直管段連接，并且距離較近，調壓閥所產生噪音對流量計計量產生影響。

根據超聲波流量計原理，結合實際情況具體分析如下：3．1．1噪聲產生的原因由于具有較大壓降的(調壓閥)或氣液過濾器(分離器)等設備能夠產生一定頻率范圍的超聲波噪聲，當噪聲的頻率范圍在超聲波流量計的工作頻率范圍內時，就會對流量計的信號檢測系統產生影響， 如果不及時處理，會導致流量計傳輸時間的測量錯誤，從而引起計量的失敗．噪聲產生的大小依據閥門、氣液過濾器的結構，設計壓降的不同而不同。產生的噪聲一旦形成．就會沿著閥門、氣液過濾器的前、后管壁傳播．當前、后有足夠的壓降時(卸／P a O．5)，噪聲干擾會使超聲波無法按照正常的次序完成超聲波脈沖的接收。

3．1．2噪聲對超聲波流量計的影響流量計本身的超聲波工作范圍在80—180Ⅺiz之間，中心頻率為120KHz，對于四聲道、八個探頭的超聲波流量計而言，對于相同的頻率噪聲反應狀況是不同的，不能簡單的通過一個參數反映噪聲對流量計的影響。當過濾器／閥門／管道等組成的系統的噪聲信號不在此范圍內，流量計的計量不會受到任何影響；當閥門，管道等組成的噪聲信號在此范圍內時，流量計的計量可以通過信號濾波器和整形來減小閥門，管道系統噪聲的影響，但當噪聲頻率在120 KHz時，會導致流量計無法獲取正常的計量信號，從而影響計量。

3．2天然氣氣質對超聲波流量計計量的影響隨著氣田、管道行業發展，天然氣凈化水平日漸提高．國內天然氣分輸站大部分都建設有旋風分離器和過濾分離器，除去天然氣中的大顆粒雜質、粉塵和液態水。但在超聲波流量計長期運行中，仍有不少的臟污逐漸的堆積在探頭上，對計量形成影響。

某配氣門站發現一路超聲波流量計運行不穩定，流量信號時有時無。使用Mctcrlink軟件連接超聲波流量計后，發現ABCD四個聲道均出現紅色報警，導致流量計無法計量。 拆出流量計探頭后發現，管道內天然氣氣體氣質太臟，粉塵太多，導致探頭被粉塵包住，無法正常計量。對探頭進行清理后，再次查看探頭工作狀態，發現探頭恢復正常工作。

根據超聲波流量計原理，結合實際情況，可以總結出氣體雜質對超聲波流量計計量準確度影響如下：

1、由于超聲波在不同介質中傳播速度不一致，在探頭上沉積粉塵、固體污垢后，流量計檢測到的上下游換能器之間的距離變小，根據公式(2)，計算得到流速偏高，計量結果偏大。

2、根據超聲波流量計原理可知，管道內徑誤差會引起計量結果偏差。當固體雜質、鐵銹等物質附著在筒體內壁后，減小了內徑，導致管道實際橫截面積減小，根據公式(3)，計算得到計量結果偏高。

3、探頭積塵嚴重時，會導致超聲波流量計無法計量。

4、減小影響因素的控制對策

針對已安裝使用Daniel超聲波流量計系統中存在問題，為了使儀表能夠在其性能范圍內準確計量，我們提出如下改進建議：

4．1減少噪音

a)考慮到過濾器／閥門等組成的系統噪聲對超聲波流量計可能產生的影響，應盡可能將計量儀表和過濾器等易產生噪聲的設備分離。

b)在流量計與產生噪聲設備間增加消除噪聲的設備(消音器)、匯管或

安裝‘T型頭．以減少過濾器等產生的噪聲對流量計的影響。注意：‘T’型頭的設計應根據具體工藝流程、工藝操作條件、閥門類型、壓降等因數綜合考慮后，確定‘叮”型頭的結構和形式。

c)使用超聲波信號濾波器、整流器對噪聲信號進行處理。但作用有限。4．2加強流量計運行環境穩定性

d)所有信號線屏蔽線按自控儀表規范進行接地。

e)定期標定溫度變送器，壓力變送器，增加在線分析儀。

0定期清洗流量計探頭、整流器、直管段。

g)對天然氣氣質進行前段過濾t保證探頭干凈度。