时间：2022-07-08 03:55:45
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇超声波流量计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：超声波流量计 应用 管理
随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理，适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现，其测量准确的优点，也使其成为化工行业测量流速的首选工具。
1.超声波流量计的测量原理
超声流量计是通过检测流体流动时对超声束的作用，以测量体积流量的仪表。超声波流量仪的传感器是将传感器直接捆绑在被测管道的外表面，从而实现流量测量的一种安装方式，解决了其它原理的流量仪在安装时必须断管、停产的难题，是超声波流量仪的基本安装方式，具有与管径无关、安装简单、无需停产、无压力损失等特点。超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法，其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。设流体中声速为c，流体流动速度为v，把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成?兹角，换能器的距离为L。从P1到P2顺流发射时，声波传播时间t1为：t1=L/(c+vcos?兹)从P2到P1逆流发射时，声波的传播时间t2为：t2=L/(c+vcos?兹)
超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，吸收器吸收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。传感器具有：方便安装的外缚式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的标准管段式、超高精度的标准型?仔管段式。超声波流量计的重要特点是：流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力丧失；能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐化，非导电性等性能的液体的流量测量。
2.超声波流量计的现场应用情况
在相距为L的两处放置两组超声波产生器和吸收器（T1，R1）和（T2，R2）。当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分辨达到吸收器R1和R2所需要的时间为t1和t2，则t1=L/(c+u)t2=L/(c-u)由于在工业管道中，因此两者的时间差为t=t2-t1=2Lu/cc由此可知，当声波在流体中的流传速度c已知时，只要测出时间差t即可求出流速u，进而可求出流量Q。
3.超声波流量计的现场管理
3.1是传播时间法只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体，外夹装换能器不能用于衬里或结垢太厚的管道。一般均安装于水平、倾斜或垂直管道，垂直管道最好选择自下而上流动的场所，以防止测量点出现非满管流。
3.2是流体运行流速不能过低，过低的流速会使离散体分布不均匀。若测量管水平安装，气体会浮升在顶部流动，颗粒会沉淀于底部。最低流速通常为0.1-0.6m／s。
3.3是需定期检查换能器是否松动，与管道之间的粘合剂是否良好即可，流量传感器上的传感器尽可能在与水平直径成45度的范围内，在测量液体时换能器声波表面易受气体或颗粒影响，测量液体时必须充满液体，最高温度为150℃，环境的相对湿度≤90RH。
关键字：时差超声波流量计应用维护
中图分类号:TQ011 文献标识码：A
1、引言
根据化工生产中被测介质来合理的选择测量仪表，对于生产的自动化进行和为控制提供连续稳定的测量数据起到关键性的作用。
2、时差超声波流量计测量原理
时差超声波流量计，是利用超声波在横向穿过流动的液体时，在其顺流和逆流介质中，其超声波的速度有差异而形成速度差（时间差）。时差法超声波流量计就是利用该原理对流体的流速和流量进行测量的。具体方法如下：在固定长度L的距离内，分别放置一个发射超声波的换能器（俗称超声波探头）和一个接收超声波的换能器。发射超声波的换能器通常采用石英等材料制成的压电元件作为换能器。发射超声波时是利用负压电效应，即利用高频电脉冲的作用，使压电晶体高频振动，从而发出脉冲变化的高频压力波（即超声波）。接收换能器装在管道对面，它则利用正压电效应，将高频压力波又转换成高频的电脉冲信号。可以轮流交替地利用同一个换能器及发射高频、短时的脉冲压力波，又用来接收对面换能器发来的脉冲压力波。可以用一组换能器兼做超声波的收、发用。（如图1所示），则对于顺流和逆流有：
图1时差式测量原理图
逆流传播时间t1=L/(C-Vcosθ)，
顺流传播时间t2=L/(C+Vcosθ)
传播的时间差值为：T=t1-t2=L/(C-Vcosθ)-L/(C+Vcosθ)
由于液体流速V在每秒数米以下，而流体中声速C约15OOm/s，C2››V2，
所以：T=2VLcosθ/C2
即：V=C2T/（2Lcosθ） (1)
式中：
C为静止流体中的声速，m/s；
V为流体速度；
L为探头之间的距离，m；
θ为速度矢量和探头取向间所形成的角度。
从式(1)可以看出，从发生器发的超声波传到接收器的速度变化与管路内的流体流速成正比。拒此把管道参数置入仪器，采集数据经变换器变换即得到瞬时流量，并得累计流量。
瞬时流量为：
Q=450πLC2Tsinθtanθ（m3/h）
3、超声波流量计的特点
探头可装在被测管道的外壁，实现非接触式测量，即不干扰流场，又不受流场参数影响。其输出与流量基本成线性关系，精度一般可达1%，价格不随管道直径的增大而增加，特别适合大口径管道和混有杂质或腐蚀性液体的测量和技术改造。
4、在化工生产中的应用
工艺的排渣系统测渣水流量原设计选用的是电磁流量计，在实际生产中，渣水里含有白色结晶体（小于10g/L，粒径小于1mm），它将电磁流量计的电极打坏了，这种情况下电磁流量计在此无法使用。根据超声波流量计的特点，我公司改用北京衡安特XA98-VIII系列时差超声波流量计。
XA98-VIII型时差超声流量计是利用超声波脉冲在通过流体的顺逆两方向上传播速度之差，来求流体的流量，是在吸收了国内外超声流量计的众多优点之上成功开发的新型超声测流仪表。仪表采用贴片集成电路，低电压多脉冲发射技术。性能特点：管外测量，探头贴装在管壁外侧，可在不停产、不停水的情况下安装测量。抗液体中的气泡或固体颗粒的能力大大提高。抗变频干扰与其它噪声干扰的能力也大大提高。XA98-VIII采用了低功耗设计，使整机功耗小于0.5W。适用范围宽：一台仪表可以测量适用范围内的任何一条管路。信号智能跟踪 独特的信号智能跟踪处理技术，使超声流量计安装十分方便，保证了仪表长期可靠的稳定运行。零点自动调整：XA98-VIII型时差超声流量计利用计算机技术对零点进行动态调整，以确保测量准确度。安装快捷方便XA98-VIII型时差超声流量计具有二组参数显示探头的安装状态，便于仪表的快捷安装。参数自动修正：XA98-VIII型时差超声流量计具有温度和雷诺数自动补偿功能，保证仪表测量精度。远距离数据传输：XA98-VIII型时差超声流量计具有远程数据显示输出（串行），可选配远程数据显示器，和主机同步显示流量和累计流量。传输最大距离1.2Km 。仪表配有二路温度信号输入，具有热量计功能。
5、安装
要使超声波流量计正常稳定的工作，就要合理的安装换能器，通常换能器安装不合理是超声波流量计不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外，尤其要注意换能器尽量避开有变频调速器、电焊机等污染电源的场合。在安装方式上，主要有对贴安装方式和V方Z方式三种。通常情况下，管径小于300mm时，采用V方式安装，管径大于200mm时，采用Z方式安装。对于即可以用V方式安装又可以Z方式安装的换能器，尽量选用Z方式。实践表明，Z方式安装的换能器超声波信号强度高，测量的稳定性也好。
6、定期维护
与其他流量仪表相比，超声波流量计的维护量是比较小的。对于外贴换能器超声波流量计，安装以后无水压损失，无潜在漏水，只需定期检查换能器是否松动，与管道之间的粘合剂是否良好即可；插入式超声波流量计，要定期清理探头上沉积的杂质、水垢等有无漏水现象；如果是一体式超声波流量计，要检查流量计与管道之间的法兰连接是否良好，并考虑现场温度和湿度对其电子部件的影响等。我们选用的是外贴换能器超声波流量计，定期维护工作量相对要小。
7、结束语
更换后的超声波流量计在渣水流量测量中发挥了它的作用，很好的解决了之前存在的问题。
参考文献：
关键词 超声波 流量计 现场应用
浮子流量计曾是油田注水井分层测试的主要仪器。随着时代的发展、技术的进步，开始使用FDL型电子流量计，FDL型电子流量计由传感和记录两部分组成。传感部分由一根内径沿液体流动方向由小到大的圆锥形管和一个在管内随流量变化而上下移动的浮子及约束浮子的测量弹簧、记录笔杆组成。记录部分由井下时钟、钟筒、卡纸筒、卡片及笔尖组成。测试时采用坐封测量，由于坐封式FDL电子流量计已使用多年，仪器使用时间过长，设备本身存在老化现象，很难满足分层测试的需要，影响测试的质量。随着科研院所和单位在流量计方面进行不断的研究，目前油田引进使用的CLJE型超声波流量计，克服了FDL型电子流量计的缺点，提高了测试精度，满足油田开发的监测要求.
一、CLJE型超声波流量计的工作原理及使用
1.工作原理。CLJE非集流存储式超声波流量计是供油田测试分层配注井注水量的仪器。仪器采用了先进的超声波速度叠加原理，测试精度高。测试方法是时差法。利用超声波在传播距离相同的情况下，顺着介质流动方向与逆着介质流动方向传播有时间差，根据这个时间差可以计算出在已确定几何尺寸、结构的管道中流体的速度，这样就可以测量出流体的体积流量。仪器不存在任何可活动的机械部件，因此安装方便，可靠性高。仪器既可以测试注水井，也可以测试注聚合物井。另外，仪器在测试流体流量时也同时测试压力和温度。
2.超声波流量计的使用。（1）组成及结构。系统由CLJE非集流存储式超声波流量计（简称流量计）、YHF-2回放仪主机（简称回放仪）、CLJ系列非集流存储式超声波流量计数据处理软件及与之配套的ZCD-4A自动充电器组成。回放仪是地面仪器。主要功能是在计算机和流量计通讯时：：为流量计提供电源；为计算机和流量计提供通讯接口；ZCD-4A自动充电器用于回放仪和电池组件充电，一台充电器可以同时给一台回放仪和最多4支电池组件充电，充电时间为9小时。CLJE非集流存储式超声波流量计（简称流量计）由绳帽、电池组件、主机、导流管、上扶正器和下扶正器组成。（2）软件操作。运行程序，界面。选择处理、打印、上传、下载。点击“数据调取”按钮出现数据传输窗口，从服务器调取该井的参数数据。数据调取操作完成后，再录入实际水井测试数据，如调后水嘴、油压、泵压等数据，保证数据的完整性。测试成果还可进行网上上传操作，操作与下载数据类似。
二、应用效果
1.现场应用。（1）仪器加电。旋开电池帽，将电池与测试仪器对接。（2）连接下扶正器，旋上绳帽开始下井。试井过程中绞车时速小于80/分钟，通过偏心时减速。（3）以三级三段井为例，测试顺序为偏III，偏II，偏I.注意测试时流量计探头段应处于各层段封隔器与偏心配水器之间。每层停5分钟左右采集数据。（4）试井结束后刮下扶正器，擦拭仪器。打开回放仪与流量计对接好后接收数据。
2.效果分析。超声波流量计在油田的应用，取得了较好的效果，具体表现在以下几个方而：（1）精度高，在现场测试中，超声波流量计测得的全井总水量同水表水量符合率较高。
（2）无须坐封，减小工作量，超声波流量计可在层位间任意停点，因此测试一次成功率较高。（3）可以检漏，对死水区、管柱漏失点可精确测量到位置。对在生产中出现的一些异常井进行分析十分有效。（4）启动排量小，量程大，由2方到200方均可测量。（5）通过温度、压力、流量三参数，可以完整的反映测试全过程。（6）以往一些由于坐封集流而测试难度大的井，用超声波流量计可以轻松完成。
三、存在问题
一是对于井筒内介质黏度较大，油管壁内径不均匀的井，测量结果与水表差距较大。二是测试过程中要控制三次注水压力，对于离配水间较远的井，测试起来不方便。三是油田目前各采油队的配水间使用的多数是干式高堰水表，精度低，稳定性差，压力表为弹簧管式压力表，精度低。而超声波流量计精度高，工作状态较稳定，有时测试水量、压力与配水间水量有较大偏差。因此存在一个测试计量和配水间计量仪器的精度匹配问题。
在精细地质研究成果日趋成熟的今天，这已经是一个不容忽略的问题。另外，该仪器价格不菲，校验费昂贵，此为美中不足。但从油田高含水后期的发展趋势来看，精细注水不可避免。坐封集流式测量仪器必将被非集流式测量仪器代替，因此，该种测量技术和仪器具有广阔的发展前景。
四、结束语
CLJE型超声波流量计，具有操作简便、可靠性好、测量精度高、无须坐封，减小工作量、可以检漏、量程范围宽及启动排量小等特点，通过温度、压力、流量三参数，能客观地反映井下各层的流量，避免人为因素影响，可完成分层测试的全过程测量，满足了油田开发的监测要求，适合在分层管柱的测试中使用。
参考文献
中图分类号：TH814.92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0115-01
一、时差式气体超声波流量计的工作原理
气体超声波流量计的是利用超声波在流体中沿顺流传播的时间和沿逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。工作原理见图1。
图1中，气体超声波流量计的换能器A和换能器B装在管道两侧，超声波的声程长度为L，超声波传播的方向与流体在管道中的流动方向夹角为θ，超声波在流体中的顺流传播时间为tD，逆流传播时间为tU。
（1）
（2）
式中：
c――超声波在静止流体中的声速，
V――流体介质的流动速度。
联立解方程（1）和方程（2）可得：
（3）
式中：
X――换能器A和换能器B在水平方向上的距离。
从式（3）中可以看出，气体的流速测量与介质的声速无关，只与长度和时间两个参数有关。
二、气体超声波流量计计量出现误差的原因
（一）噪声对气体超声波流量计准确度影响。
噪声的来源主要有环境噪声和气流经过没有全开的阀门时节流的噪声。我们采用气体超声波流量计上游阀门1节流控制流量大小时，节流的声音随着流量的增大而增大，气体超声波流量计与标准孔板流量计的相对误差也逐步增大，气体超声波流量计的流量低于标准孔板流量计流量。当阀门1全开，用阀门2控制流量大小的时候，气体超声波流量计的信噪比较大且基本保持不变，气体超声波流量计与标准孔板流量计的相对误差基本保持不变。当采用上游阀门1节流的时候，气体超声波流量计的信噪比明显低于上游阀门全开的时候。这是因为，当气体超声波流量计上游阀门节流时除了能产生我们能听到的声音外还能产生人耳无法听到高频超声波，当这种声波的频率与气体超声波流量计的工作频率相近的时对气体超声波流量计的准确度产生的影响。
（二）流态对气体超声波流量计的影响。
GB/T 18604-2001《用气体超声波流量计测量天然气流量》要求气体超声波流量计上游直管段最少为10D，下游直管段至少为5D，保证进入流量计的天然气流态是对称的充分发展的紊流速度分布而计量管路中的阀门等阻流件会对天然气的速度分布产生影响，从而影响测量的准确度。当阀门1节流时，随着流量的增大，天然气在管道中的流速分布越来越不均匀，反应在超声波通道的流速大于通道的流速。符合标准规定的流态。因为当天然气经过没有完全开启的闸阀时，天然气由于阀门闸板的阻挡产生与管道中心轴不对称的旋转气流，经过发展成为漩涡流。
（三）气质对气体超声波流量计的影响。
气体超声波流量计对于我们来说是一个全新的流量计，我们以前只是从理论上对其有一定的了解，而对它的实际工作性能并不了解。我们知道气体超声波流量计对气质条件要求不严格。用于工业环境下连续测量不含大浓度悬浮粒子或气体的大多数清洁均质液体的流量。对于含有液体和少量粉尘的气体在使用中应该注意。
在使用过程中，我们发现气体超声波流量计的流量和标准孔板流量计相比偏高。使用CUI软件进行气体超声波流量计的诊断时发现气体超声波流量计的D通道不工作，检查后发现，气体超声波流量计的D通道被天然气中凝析出的液体淹没了，导致换能器工作不正常。经排除积存在管道中的液体后气体超声波流量计工作正常。多声道的气体超声波流量计能够在一个声道不工作的时候根据其他声道测得的流量自动进行补偿运算，这个补偿过程使流量计的流量输出比正常时略有偏高。
天然气中的粉尘也对气体超声波流量计的工作性能有影响。我们在使用气体超声波流量计的过程中出现过一次气体超声波流量计的换能器由于粉尘堆积而导致气体超声波流量计工作不正常的情况。原因是由于我们的一个气源由于上游的处理厂开机不正常，分子筛中的粉尘被带人气体超声波流量计的工作流程中，在气体超声波流量计最底部的换能器和表体的结合处堆积，导致气体超声波流量计的工作不正常。
三、气体超声波流量计应用中应注意的问题
根据我们在现场使用气体超声波流量计进行天然气计量中进行的实验记录的数据分析，气体超声波流量计的确有很多优点，同时气体超声波流量计在应用中应该注意以下这些问题：
（一）正确选型
任何流量计有它自身的测量范围，气体超声波流量计测量范围很宽，一般说来最小流量和最大流量比为1：30。气体超声波流量计主要是利用测量天然气的流速来测量天然气的流量。其理想的工作流速范围为（2.7～27）m/s，在这个工作范围内，气体超声波流量计才能保证其检定时的准确度。天然气的流量低于气体超声波流量计的流量拐点时，气体超声波流量计的准确度将降低，从而出现较大的误差。天然气的流速过高时会出现超声波信号被吹跑，换能器检测不到超声波信号的情况，出现计量故障。所以，我们在进行气体超声波流量计的选型是应该充分考虑天然气在管道中的流速，避免出现超低限和超高限运行的情况。
选用气体超声波流量计作为计量装置时还应考虑是否存在声波干扰源，主要指能产生超声波信号的各种设备，如消音设备。消音设备常常是将人们耳朵能够听见的的声波转换成为人耳不能听到的超声波，如果消音设备的超声波频率与气体超声波流量计的工作频率接近时将造成超声波流量计工作不正常，甚至完全不工作，因此，我们选用、安装气体超声波流量计的时候应该避开存在对流量计产生影响的声波的场合。
（二）合理的安装
气体超声波流量计安装方式应该水平安装，此外，在天然气含液较多的场合，气体超声波流量计及其计量管段的安装位置不应低于其上下游管道，使得天然气中凝析出来的液体能够随气流被带走，而不在气体超声波流量计处堆积，造成计量故障，对于含有大量固体粉尘的天然气应该给气体超声波流量计上游直管段外加装过滤器，否则气体超声波流量计会因为换能器表面沉积物的堆积影响流量计的正常工作。
（三）定期维护
气体超声波流量计使用过程中需要的维护很少，但在气质条件较差的计量场合，应定期清洗气体超声波流量计的换能器，检查有无杂质和水垢等附着换能器表面。气体超声波流量计的各连接件是否泄漏，定期检查线路连接是否正常等。
（四）及时诊断测试
当气体超声波流量计突然出现流量突变时，我们可以利用与气体超声波流量计串联运行的其他流量计进行比对校核方法，弄清楚是由于仪表故障还是由于天然气流量的确发生了变化。如没有其他流量计作比对，我们可以用气体超声波流量计的诊断软件检查气体超声波流量计的各个换能器的工作参数，看是否有异常参数值。在超声波流量计使用数量多的场合应该考虑购买便携的加装外夹式超声波流量计，以便随时可以对固定安装的超声波流量计进行校核。
摘要：对天然气正返输时的三种双向计量方式进行了描述，并提出三种方式的优点和不足，根据比较认为双向流量计是既可靠又节约的双向流测量方式。
中图分类号：P744文献标识码： A
随着管道气的不断发展与气源供应途径的多样化，气源之间的返输越来越普遍，而不同气源之间的返输存在双向贸易计量问题。天然气正返输现象虽普遍存在，而正返输双向计量却很少见，下面就正返输计量方式做一下探讨。
以下介绍正反输双向计量的三种计量方式，以供参考：
一、双向流量计计量
所谓“双向流测量”就是指同一套流量计实现被测介质正输和返输时的流量测量。也就是说，这个时期正输时的仪表上游就是下个时期返输时的仪表下游。因此，流量计应用于双向测量场合就必须将其“下游”按“上游”的要求同等对待，这也是实现流量计双向、等精度测量的重要前提［1］。
目前，用于双向流量测量的流量计有超声波流量计和涡轮流量计。超声波流量计是通过检测流体流动对超声速（或超声脉冲）的作用，测量体积流量的速度式流量仪表，天然气超声波流量计的测量原理是传播时间差法；涡轮流量计属于间接式体积流量计，当气体流过管道时，依靠气体的动能推动透平叶轮（转子）作旋转运动，其转动速度与管道的流量成正比［2］。两种流量计均有双向计量分别输出显示的功能。
超声波流量计适用于大口径、大流量、压力较高的场合，无压损，且已有多年的开发经验。然而，不同生产商的超声波流量计测量精度不同，实际应用时，应根据计量精度不同的特点选择合适的流量计，普通国产超声波流量计存在正向计量合格，反向计量超差的现象，改进型国产表与进口表双向计量测试误差都在允许范围内，超声波流量计的性能对反向流量计计量的精度起决定性作用［3］。
涡轮流量计适用场合比较广泛，口径压力没有特殊要求。新一代SM-RI-2型流量计是天然气计量领域内第一台可进行双向计量的气体涡轮流量计，其测量的流量范围可与同口径的气体超声波流量计相匹敌，其压降仅为传统气体涡轮流量计的一半，其功能设计上很好的结合了超声波流量计的特点，可达到高冗余率。优化设计使其对脏污不敏感，可保持始终如一的高精度，因此非常适合于天然气输送中的贸易计量。因双向涡轮流量计是近几年开发应用的新产品，其使用效果还需实践验证。
两种流量计对前后直管段均有较大的要求，具体长度及前后是否加设整流器依据厂家要求确定。
二、双路流量计+止回阀
如图示，在天然气正返输主干管上安装双回路流量计，流量计下游加设止回阀，起到正返输分别计量的功能，此种方式较为简单，选用常规的流量计，主要靠止回阀的作用使气体单向流动，但不适用于低压，且由于止回阀存在关闭不严的情况，会存在计量不准确的问题，因此，此种方式需要经过实际验证方可运用。
三、双路流量计+电磁阀自动控制计量
如图所示，在正返输管道上装设电磁阀，在流量计两侧分别设两个压力变送器，通过输入自控程序实现双向单独计量，当PT01＞PT02时，1#电磁阀开启，2#关闭，天然气自左向右输送，当PT01＜PT02时，1#电磁阀关闭，2#开启，天然气自右向左输送。当PT01=PT02时，电磁阀均关闭。
与方式二相比此种方式关断能力较为可靠，但对压力变送器的压差输入信号的精度要求较高，因两气源终将达到供气平衡状态，两侧压差较小，如果达不到高精度要求，电磁阀将保持常闭，阻断正返输功能。
从以上三种方式可看出，方式二会产生较大的误差并且需要实际验证，方式三有较大的控制难度，方式一目前在国内天然气管道输送上应用较少，对于精度等级方面有一些不足，但随着技术的不断发展，方式一可以做为既可靠又节约的正返输计量方式。
参考文献：
张树华. 超声流量计在天然气计量系统应用中应注意的问题. 石油工业技术监督. 2006年1期
严铭卿. 燃气工程设计手册
关键词：天然气；计量；问题；对策
天然气微机自动计量系统具有更高的测量准确度；它克服了以往流量计采用平均值法计算流量所带来的误差，使流量计算更准确；它避免了双波纹管所存在的一些人为因素的影响；其自动化程度高，功能多，操作简便，节省人力的优点，是一般智能流量计不能具备的。由于天然气微机自动计量系统具有一般的智能流量计所不能具备的优越性。
1 天然气计量的现状
天然气是一种高效、 清洁燃料和优质化工原料，天然气流量计量已经成为天然气工业发展的重要制约因素，是天然气使用中必须解决的一个重要问题。流量计量既是天然气供需双方贸易结算的依据，又是生产部门用气效率的障眼法技术指标。在企业生产和经营管理中流量计量是一项日常进行的重要的技术基础工作。天然气的准确计量不但能公平的贸易结算，而且能改进生产工艺，提高产品质量，降低产品生产成本，确保安全生产，提高经济效益和社会效益。
2 目前天然气计量中存在的问题及产生的原因
我国制定了天然气行业标准《天然气流量的标准孔板计量方法》（SY/6143-1996），规定标准孔板的结构形式、技术要求、节流装置的取压方式、使用方法以及流量计算及其不确定度方面的资料，为天然气流量计量提供了标准依据。但孔板流量计在天然气流量计量中还存在不少问题。
（1）仪器本身产生的误差
a.孔板入口直角锐利度。b.管径尺寸与计算不符。c.孔板厚度误差。d.节流件附件产生台阶、偏心。e.孔板上游端面平度。f.环室尺寸产生台阶、偏心。g.取压位置。h.焊接、焊缝突出。i.取压孔加工不规范或堵塞。j.节流件不同轴度。
（2（安装误差管线布置的偏离，管线布置的偏离造成的安装误差是普遍性的，其产生的主要原因是现场不能满足直管段要求的长度。
（3）工艺的影响
a.孔板弯曲（变形）。b.上游测量管沉积脏物。c.上游端面沉积脏物。d.孔板入口直角边缘变钝，破损。e.雷诺数范围不符合标准规定。f.管道粗糙度影响，管道粗糙度增加，管道粗糙度变化不定。
3 自动计量系统介绍
3.1 系统功能
（1）动态画面显示、窗口操作、参数设置方便。（2）可实时采集、显示天然气的瞬时流量、温度、压力、差压参数以及当日流量、昨日流量、本月流量、上月流量。（3）可查看温度、压力、差压的实时趋势图、并可打印历史趋势图。（4）可浏览、打印生产综合报表，包括各站控系统的数据、高度信息和报警事故信息。（5）实行用户权限管理，不同的操作人员可具有不同权限。（6）可对系统硬件进行自检。（7）计算机关闭时，系统照样可以进行计量。（8）具有标准通信接口，支持 NetBIOS，TCP/IP协议。
3.2 计量原理
本系统采用美国Fisher-RoseMount公司的ROC407控制器（或Floboss 103）和多变量变送器对外输气进行计量。天然气的压力，温度的热电阻信号和天然气流过孔板形成的差压信号由多变量变送器通过RS485协议数字信号远传至ROC407控制器，控制器采用AGA3或AGA8标准对天然气进行计量。各种与计量有关的参数由上位机进行设置，并传送至ROC407（或Floboss103）和多变量变送器。
3.3 自动计量系统特点
该系统一次仪表多变量变送器的精度为±0.075%，温度传感器的误差为A级。天然气的进、出口节流装置均为高级孔板阀，使更换、清洗孔板更为容易、简便。计量点采用标准计量直管段，使计量系统的计量准确度得到提高。为消除冬季天然气中含水蒸汽及其他游离液体冻堵多变量变送器的导压管而产生误差，在高级孔板阀根部和导压管之间增设了分离器。计量点采用标准计量直管段，使计量系统的计量准确度高，并导压使管里的集液不能滞留在导压管内和仪表的正负压室。从根本上消除了因此而产生的计量误差，为确保计量系统流量计算准确、运行正常、传输数据无误，即使在事故状态下亦不能影响天然气的正常计量，在技术上采取了智能长延时UPS作为后备电源、抗雷击电源保护装置，网络打印机等。微机自动计量系统尽量地减少了人为因素。在记录数据和计算流量时都避免了人为干扰。
4 超声波流量计
气体超声流量计是安装在流动气体管道上，通过检测气体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，以测量气体体积流量的仪表。随着我国长距离大口径输气管道的建设和发展，气体超声波流量计因其计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等优于传统型流量计的特点，逐渐在我国天然气管道计量中普及起来。
超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。
超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，另外，鉴于非接触测量特点，再配以合理的电子线路，一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其他仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点，从20世纪90年代开始在天然气工业中得到应用，其优异特性已引起了重视，但它只适用于中大口径，且价格昂贵。另外，超声波流量计需要定期校验，对于偏远地区的用户安装和运输成为限制超声波流量计使用的原因。
5 结束语
自动计量系统最大优越性还体现在可实现数据远传和远程监控。远程终端装置站控系统进行各站场的工艺运行、计量参数、安全监视和控制，并将站场、管线的关键运行参数通过卫星、微波或光纤等通信方式将数据传送至高度控制中心计算机系统，并接受中心主机的操作指令，完成关键设备的过程控制。解决了传统标准孔板节流装置配合双波纹管差压计的流量计量，需要一系列的人工用积算仪对记录卡片曲线求积，以及繁琐的数据计算问题，减轻了计量操作人员的劳动强度，提高了效率。对天然气产销厂来说，能准确计量天然气流量、减少企业之间的计量纠纷，具有一定的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]张建波.天然气计量中存在的问题及对策[J].计量与测试技术，2010（7）.
[2]赵宁.天然气流量计量中一些问题的探讨[J].河北化工，2010（3）.
关键词 ：超声波 无损检测 无损探伤 无损评价
一、前言
无损检测(nondestructive test)简称 NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体，对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。工业上最常用的无损检测方法有五种：超声检测(UT)、射线探伤(RT)、渗透检测(PT)、磁粉检测(MT)和涡流检测 (ET)。
二、超声无损检测的发展
超声波无损探伤 (NDI)
超声检测原理是超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，改变后的超声波通过检测设备，接收器可对反射波进行处理和分析 ，就能异常精确地测出缺陷来，并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。
超声波无损探伤(NDI)设备有：超声探伤仪、探头、藕合剂及标准试块等。用途是：在特种设备行业中，宏观缺陷检测和材料厚度测量。优点有：对面积型缺陷检出率较高，缺陷定位较准确，易于携带；多数超声探伤仪不必外接电源；穿透能力强。局限性是：藕合传感器要求被检表面光滑 ；难于探出表面细小裂缝 ；要有参考标准 ；为解释信号要求检测人员素质高。
我国50年代初引进苏联超声波探伤仪 ，60年代初期先后形成了一些批量生产的厂家 ，80年代初，国内各生产厂研制生产的超声波探伤仪的主要技术招标均有大幅度地提高，较好地满足了超声波探伤技术的需要。我国便携式数字化超声波探伤仪的研制随大规模集成电路的发展也已开始形成规模生产，并得到推广使用。如 1989年中科院武汉物理所武汉科威技术公司研制成功国内第一台全数字化超声波探伤仪(KS1010型)，并于1990年批量推向市场，与此同时中科院声学所数字 、模拟组合式电脑超声波探伤仪也研制成功并推 向市场。汕头超声电子(集团)公司在 1980年推出了 CTS 一22型超声波探伤仪 ，其主要性能指标与当时国际同类仪器水平相当，目前该公司已生产出智能式、手推式、便携式彩色、数字式的多种金属超声波探伤仪 ，其技术、质量 、产销量均占全国首位 。
三、超声波无损检测 (NDT) 的应用
超声无损检测与其它常规技术相比，它具有被测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、使用方便、速度快、对人体无害及便于现场检测等优点。几十年来，超声无损检测已得到了巨大发展和广泛应用，几乎应用到所有工业部门。如作为基础工业 的钢铁工业、机器制造工业 、锅炉压力容器有关工业部门 、石油化工工业 、铁路运输工业、造船工业 、航空航天工业、高速发展 中的新技术产业如集成电路工业 、核 电工业等重要工业部门。目前大量应用于金属材料和构件，包括质量在线监控和产品在役检查。水平普遍提高，应用频度和领域也日益增多。
目前我国对各种大型结构压力容器和复杂设备都已具备检测能力。在裂缝自身高度的测量和高温条件下的非接触超声检测等方面都有很大进展 。
核电工业虽然是我国的新兴工业，但超声检测已用于核电工业的各个方面。我国已能按业主的要求及标准的规定，使用国际先进的装备，执行国际通用标准，完成核电厂和核设施的役前及在役检查。
利用超声波测量流速、流量的技术在医疗、供水、排水、废水处理、电力、石油 、化工、冶金、矿山、环保、河流 、海洋等计量巾有着广泛的应用，不仅可用于流体，液体两相流的测量，还可用于气体流量测量，其研究已有数十年历史。1928年 ，法国路登(RUTTEN)研制成功世界第一台超声波流量计，直到 50年代末期 ，超声波流量计 由理论研究阶段进入人工测量时期 ，但 由于电子线路技术太复杂 ，这种流量计未占有牢固地位。70年代后，由于集成电路技术迅速发展，使实用的超声波流量计得以迅速发展。进入80年代以后，随着电子技术，尤其是微电脑的发展，使超声波流量计的性能有很大提高，应用范围日趋扩大。美国 Controlotron公司生产的 480型宽声束超声流量计 ，不但可以从宽噪声信号等干扰中分辨出真实的流量信号 ，还能通过液晶屏显示流量随时间变化趋势图；美国Polysonics公司的便携式 DDF3088型，固定式 DDF4088型全数字化多普勒超声波流量计，适于高精度管外测量。日本甯士电机制造公司的便携式超声波流量计 ，采用 FCL(频差法 )原理 ，内装 CPU进行温度 自动补偿 ，精度 1．5％。国内华中理工大学研制成功 (1993)超声波多普勒智能流量计 ；本溪无线电一厂生产的多普勒超声波流量计是80年代定型的产品，用于洪水和油田等场合 ；开封仪表厂能源部南京 自动化研究所 、长沙 电子仪器二厂等生产厂家和研究单位均有相应的产品。此外 ，目前用超声波进行压力检测的仪器已研究成功。
同济大学声学研究所是国内主要声学研究机构之一 ，是中国声学学会检测声 学分会和上海市声学，学会挂靠单位 ，在国内最早开展超声工业测量 、超声无损检测等领域的研究。在超声方面 ，声 学研究主要围绕具体工业检测要求进行。例如 ，1966年开展超声液位测量、浓度测量 、承 接炼 油J一油库液位 、新安江水库液位以及援助阿尔巴尼亚的液位测量任务 ，还承担二机部原子能源原材料液位测量任务。混凝士超声检测方面 ，1976年 ，在 cTs～ l0型超声检测仪的基础上研制成功 晶体 管式混凝士超声波检测仪，并转让汕头超声仪器公司 ，定型为“cTs一25型非金属超声检测仪”，成为全国主要检测混凝土仪器。
四、超声无损评价(NOE)
超声元损评价主要包括 ：①微观组织结构及形态变化的描述 ；②弹性系数 和声 弹性能的评估 ；③不连续性及缺陷的测定；④力学性能变化及恶化的评价。超声无损评价是在超声损伤与超声无损检测基础上发展起来的。其研究手段更加先进和多种多样，研究成果与现代工业生产结合得更为紧密，因而在社会效益和经济效益方面都具有很大的潜力。例如离心球墨铸铁管的检测，是由具有 150多年的历史的英国 Clanny crors铸管和铸件公司，在 1986年已经采用了超声无损检测技术 ，实现了对离心球墨铸铁管的在线实时检测与评价。这种方法效率高，速度快，并且有其它方法无可比拟的优越性。
在第九届 APCNDT(亚洲和太平洋地区无损检测)会上，德国富朗霍夫研究所推出的：用超声波显微镜对金属包覆层材料压合面特征的研究，为改进压合工艺提供了可靠参数。汕头超声波研究所发表的DGS曲线带宽的计算机模拟，为解决 DGS曲线近场理论曲线和实验曲线的长期不吻合，并为探头参数的改进和制作提供了重要的解决手段。日本公司发表的：应用声压回波透射比分析钢板的结构，是基本理论应用于解决实际问题的一个典型例子。台湾新竹交大发表 了：用声和超声研究金属板与橡胶板粘合面的结合质量。韩国仁和大学机械工程系发表了：用超声波评价CFRP9(碳纤维复合材科)… 铝结合面的结合强度，日本 KANASI能源公司和TOHOKU大学发表了：用超声波显微技术对球形样品疲劳破损的监测，印度预防研究和发展实验室发表了：对铝合金采用超声波 、射线和层析照相的研究等，都从不 同角度对 NDE技术在各工业领域的广泛应用提供了理论依据。
五、超声无损检测展望
(1)超声波探伤
近代探伤技术最重要的发展是定量化程度的提高，因此探头的标准化，系列化是关键，故使超声探伤换能器性能标准化，已摆到日程上，并引起质量监督部门的重视。超声波探伤正沿着使携小型化 、智能化、数字彩色等方向发展。1993年浙江大学现代制造：[程研究所在国内首次开发成功了九自由度智能化超声扫查系统，该系统具有复杂表面扫查功能和A扫描、B扫描、C扫描显示方式。并可通过与高档微机的交互功能，实现对扫查参数、扫查过程的预设置。实现了中断续扫、实时分析、局部缩放等高级功能。98年，国内外首创取得高分子构件表面应力检测及可视化成果并开发出相应的应用系统。02年 ，国内首创开发成功自由度大型复杂曲面工件超声彩色成像系统。
(2)超声波无损检测
资料表明，超声无损检测在液压系统中应用甚少，故将非接触超声检测应用于液压系统是人们期待开辟的新领域和探讨的重要课题。液压系统的建模、辨识和性能分析及故障检测中，用超声波流量计对高压小管径的压力管路进行动态流量测量占有非常重要的地位。而目前的超声波流摄计只能适用于较大(30ram以上 )管径。这类流量计不适于液压系统的状态监测 ，所以提高小管径超声波流量汁的测量准确度将是今后探索研究的方向。而压力这一重要参数，目前检测中应用大多是接圈式有损检测方法故从管外壁利用超声波技术检测压力具有广阔的开发和应用前景，最有生命力。因此，西安第二炮兵工程学院研制的 GWCY型超声波管外测压仪和沈阳建筑 工程学院研制的 FJCY超声波非接触测压故障仪均有待与进一步提高性能，开发应用市场。
关键词：流量计；Profibus-DP；GE90-70PLC
中图分类号：TH81 文献标识码：A
1概述
现场总线控制系统FCS（fieldbus control system），是继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统DCS后的基于现场总线的新一代控制系统。目前，比较具有影响力的现场总线有：基金会现场总线（FF，Foundation Fieldbus）、LonWorks、PROFIBUS、CAN和HART等等。其中，PROFIBUS是当前最为流行的现场总线技术之一。在电动机、阀门、开关等电气设备的保护和控制上选用带有PROFIBUS-DP接口的智能装置能够更好的满足工厂自动化及监控系统的信息集成要求，又能降低系统接线的复杂程度，从而缩短工程的设计、建设和调试的周期。
Profibus包括三个兼容系列：Profibus-FMS，Profibus-DP，Profibus-PA。FMS提供大量的通信服务用于完成以中等传输速度进行的循环和非循环的通信服务；DP是一种经过优化的高速廉价的通信连接，适用于实时性要求较高的场合，主要用于自动控制与分散式外设之间的通信；PA是专为过程自动化而设计，具有本质安全性，用于安全性要求较高的场合及总线供电的站点。
2系统设计方案
本文章通过结合现行开发的基于PROFIBUS-DP的超声波流量计数据采集系统，主要介绍了现场总线技术，以及如何实现PROFIBUS总线与PLC通讯的相关技术。
系统由现场上位机、PLC、流量计组成，上位机使用VIEWSTAR软件进行组态，实现数据实时采集更新、历史曲线和实时曲线显示、报警、数据存储、查询等功能。下位机使用GE90-70 PLC，通过Profibus-DP与现场流量计建立通讯采集数据。
2.1站后流量信号的生成
本项目通过超声波流量计测定供水渠道的流量。超声波流量计型号采用：青岛清方华瑞电气自动化有限公司的RISONIC 2000。
RISONIC 2000主机通过PB-B-RS232/485接口总线桥模块输出标准RS232信号（Profibus-DP通讯协议）。
2.2信号传输和接入
RISONIC 2000主机安装在监测站，通讯采用RS232接口，标准Profibus-DP通讯协议。PLC安装在泵站中控室，由于监测站到泵站中控室距离3公里，因此采用4芯光纤连接监测站到泵站中控室。
主机信号输出端口增加RS232转光纤模块（SIEMENS NET PROFIBUS OLM/G11），通过光纤接入泵站中控室，再通过光纤转标准Profibus-DP的通讯协议模块，转换为Profibus-DP的通讯方式，接入GE90-70 PLC的 Profibus通讯模块。
PLC程序中增加数据接收及处理程序块，并对VIEWSTAR上位机进行配置显示流量相关信息。
3系统硬件设计
3.1 PLC的系统配置
本系统采用的PLC是GE90-70 系列PLC，模块配置如下图：
增加Profibus通讯模块5136-PFB-VME，用于接收基于Profibus协议的信号。
3.2通讯物理连接
现场连线图如下：
流量计RISONIC 2000主机信号输出端口连接RS232转光纤模块（SIEMENS NET PROFIBUS OLM/G11），通过光纤接入泵站中控室，再通过光纤转标准Profibus-DP的通讯协议模块（SIEMENS NET PROFIBUS OLM/G11），转换为Profibus-DP通讯方式，接入GE90-70 Profibus模块5136-PFB-VME。
4系统信号分析及软件设计
4.1超声波流量计的输出信号分析
超声波流量计主机RISONIC 2000可输出如下信号：
Q（瞬时流量）、Vf（正向累计流量）、Vr（逆向累计流量）、V1（流速1）、V2（流速21）、V3（流速3）、V4（流速4）、V5（流速5）、V6（流速6）、V7（流速7）、V8（流速8）、H（水位）、T（水温）。
主机提供RS232信号接口，连接PB-B-RS232 485总线模块后输出符合标准Profibus-DP通讯协议的信号。
3.2数据格式及其协议细节
Q（瞬时流量）：
Sending： 20 0A 80 67 00 00 00 00 11 01
Recieved： 80 0E 20 21 00 00 00 0A CC 1A 46 00 05 02
以瞬时流量为例，协议如上。其中黑体数字为四个字节的瞬时流量值（浮点数）。
按照协议，通讯主站每发送一条命令数据到流量计后，流量计就返回相应的输出值。因此在接收端即公用PLC中需发送不同的命令数据来得到相应的信号数据。
3.3程序软件设计
VME模块配置：通过SST Profibus Configuration软件配置GE90-70 Profibus模块5136-PFB-VME，设置主从站、数据长度和类型等参数，导出二进制数，通过超级终端将配置输入到VME模块。
在PLC中增加数据接受和处理程序段：
在 90-70 CPU 中，GE Fanuc 提供标准的子程序块来初始化 5136-PFB 模块，并读取 5136-PFB 模块中的数据。
程序如下图所示，INIT子程序用于初始化5136-PFB，Get和Put用于读写5136-PFB的数据。
核对流量计与PLC通讯数据区域，在PLC中增加关于流量计上传数据计算处理。
VIEWSTAR2000配置：在SCADA增加相应的流量计信号点。
增加流量显示画面：新增流量信号画面，将修改完毕的画面复制到本站工作站及服务器、调度中心工作站及服务器。
结语
PROFIBUS-DP现场总线控制系统既是一个开放的通信系统，又是一个全分布控制系统，这是一项以智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络为主要内容的综合技术，工程实践证明，本系统运行稳定，数据传输安全可靠。
关键词 燃气；计量表；选型；转换；配置
中图分类号TH7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）106-0090-02
对于燃气公司而言，燃气计量表的计量精准度十分重要，它会直接影响到收取的费用，企业必须依据计量表的读数来结算客户的燃气费用，因而计量表的质量对企业的效益会产生重大影响。怎样做好燃气的供销及计量是每个燃气企业共同探讨的问题，燃气的供应量和销量存在差距是阻碍燃气公司发展的重要因素，产生供销差的原因有很多，燃气用户的计量存在漏洞是主要原因之一，本文主要对燃气计量表的选型和转换天然气的计量表配置谈谈个人的观点。
1燃气计量表的常见类型
依据计量方式分为直接式和间接式两种类型。其中直接式流量计是以经过流量计的燃气的体积为依据来进行流量测量工作，皮膜表和罗茨流量表都属于此种计量表类型；间接式流量计则以气体经过流量计的速率、压力降等指数同流量之间的关联来进行气体流量测量工作，多见的有孔板流量计、涡旋流量计、超声波流流量计等。
每一种燃气表都有各自的优缺点，在实际使用过程中，不同的燃气表适用于不同的用户，因此，科学选择燃气计量表的类型至关重要，燃气表的误差在近年来也不断降低。下文将具体介绍涡轮流量计、超声波流量计以及罗茨流量表的工作原理及其优缺点。
1.1涡轮流量计
此表为速度式计量表，主要是根据燃气流动速度来判断气体流量。流体首先
会经过传感器，叶轮由于受到流体的作用开始旋转，若转速快则平均流速也快。随着叶轮的周期性转动，转换器的磁阻值也会相应改变。而后磁通也会相应改变，感应电势即电脉冲信号随之产生，放大器会将其放大，传送至仪表显示出来。其具有测量精度高、国产价格适中、量程比宽以及抗振性能好等优点，然而它也具有故障率高、使用过程中需要花费较多精力予以维护、要求燃气具有高清洁度且在使用过程中，若初始流量较少，则容易产生无法计量现象等缺点。较适合用于大工商用户中。
1.2 超声波流量计
此表主要用于根据流体中超声波的传输特性来对流量进行测量。其声波在流体中的传播方向与其传播速度是成正比的，若顺流则速度快，反之则减小，即使传播距离相同但是传播时间也会有所不同。测量流速的方法有多种，若按照测量参数来分类则主要有时差法、频差法以及相位差法。超声波流量计具有高准确性、流阻小、维修所需经费少、能够测量脉动以及双向气流等优点，于气体行业广泛使用，成为继涡轮流量计后最重要的流量计，并且据有关部门预测，超声波流量计将成为未来的主流。
1.3 罗茨流量计
此表是一种容积式计量表。燃气通过时，仪表出入口均会产生差压作用，经由高精度同步轮联结在腰轮上后，驱使腰轮旋转。其精度较为稳定，不会受到气体比重、流量和压力变化的影响。罗茨流量表具有准确性高，结构稳固紧凑、使用时间长以及测量范围大等优点，且即使环境狭窄也能够安装。现今罗茨流量计主要用于工商用户中。
工商用户在选择时计量表时，需要遵循以下原则：
工作压力在2kPa～5kPa之间，其流量范围>40m3/h，或者工作压力在5 kPa ～100kPa，流量范围在40m3/h～200m3/h之间，在此大背景下，若设备的最少用气量>3%*燃气表最大流量，则选用涡轮表，而采用罗茨表的条件则是在上述相同的大条件下，若单个用气设备量最小用气量
而若工作压力在150bar左右，环境温度在-50℃到60℃之间，则选用超声流量计。
2天然气转换中的选表配置
换用天然气时，必须把调整和改进原来的燃气计量表考虑在内，使流量居于相适应的量程范畴内，以确保能够精准测量燃气用量，为企业的效益和客户的利用提供基本保障。对于天然气马上就要开始使用的地区，应该对怎样合理配置燃气计量表作为研究对象，防止天然气的使用后期计量不准确、拉大供销差距的现象发生。
2.1家庭用户计量表
针对直接使用天然气的家庭用户，通常把J2.5型膜式燃气表作为选用对象，而燃气用量大的家庭用户则推荐使用J4型膜式燃气表。
针对在当前正在使用人工煤气而在近期马上要进入使用天然气行列的家庭用户，第一次安装或更新计量用表可以选择J2.5-B扩充型膜式燃气计量表，转换为天然气之后无需更换计量表。
针对转换用户的燃气表选用则要依实际情况而定。尽管之前的J4型膜式燃气表能够用来计量天然气，但是通常使用的流量点早已出现变化，会致使计量发生误差的情况出现。所以，应当将计量表调换为J2.5型膜式燃气计量表，缩减天然气的供销差距。
2.2工商用户的计量表
针对直接使用天然气的工商用户，要以用户的燃具设备的总热负荷量为依据，依照相关的燃气计量表配置要求来配置相应的燃气计量表。计量天然气的燃气表使用技术必须满足与之相对应的规程标准。
针对现在正在使用人工煤气但是马上要开始将天然气作为使用对象的工商用户，可以采用分表计量的方式，依据燃气流量把原有的大流量计量表更换为小流量计量表，转换为使用天然气时，就可以只拆掉其中的一只表，仅使用一个计量表。
针对转换用户，同家庭用户一致，将原来的会产生误差现象的天然气计量表进行更换，配置为与天然气用量相适应的天然气计量表。若之前配置有很多燃气计量表，那么就可以通过改造管道来合理配置天然气计量表，尽量减少计量表的数量。
3实例分析
某工业企业要使用天然气，其用气设备有两台加热炉、2台保温炉、烘干炉、锅炉、二眼大锅罩、蒸饭箱、六眼煲仔炉和矮汤炉各一台，前三者的用气压力为20kPa且用气总量分别为105N/h、45 N/h和80N/h；锅炉的用气压力为12kPa，用气量为90 N/h；后四者的用气压力均为2kPa，用气量为5N/h左右。
根据以上情况，可以使用3台燃气流量计。前三者属于生产线上的用气设备，其用气小时不够均衡，工况下用气总量大约为300/h，所以可以选择使用罗茨式计量表，它的量程范围是2.02/h～400/h，始动流量为0.1/h，由于用压力较高，所以在此应当配合使用温压补偿智能体积修正仪器；锅炉的使用时间较为均衡，流量为80/h，在涡轮流量计的量程范围6/h～100/h的范围内，压力很大，必须对流量进行修正。而后三者属于食堂的用气设备，用气总流量小且压力低，不必修正流量，可以考虑使用LMN-16型膜式燃气表。
关键词：超声波流量计、色谱、压力、温度、体积量
中图分类号：TE53
文献标识码：A
（前言）随着国家能源结构的调整，天然气境外资源的引进对保障天然气供应，保障中国能源安全，促进节能减排，优化能源消费结构，推动国际能源合作互利共赢具有重大意义。目前，多条境外管线的逐步建立，与国外进行天然气贸易交接过程中计量结果的准确性逐渐显示出其重要性。西气东输二线年设计输送能力达300亿标方，随着西气东输三线、西气东输四线的建立输量会与日俱增，在如此大量国际贸易交接的局面下，其数据的准确性对国家经济利益存在巨大的影响，因此本文主要研究分析天然气压缩因子、压力、温度对计量的影响，找出最佳的运行状态，以实现经济效益最大化的目标。
如果年输量为300亿标方，由于设备准确度引入的误差可达约4亿标方，如果按照2元/标方的价格购买天然气，则可产生8亿的经济误差。
3 结论
从以上的数据可以看出准确测量流量计处的压力、温度及压缩因子，对降低输差提高经济效益有很大的作用。为了进一步减小设备方面造成的经济损失，建议设备使用单位在参照GB/T18603配备相应的计量设备同时根据业务情况可以适当的选用准确度等级较高的设备，在使用过程中定期核查设备的计量准确情况，通过检定、校准及定期检查设备等手段保证设备的准确度，必要时建议对设备各检测点逐点修正，加强计量设备的期间核查对提高计量准确度和实现经济效益最大化的目标有至关重要的作用。
参考文献
[1] 国家标准 GB/T 18604-2001.用气体超声波流量计测量天然气流量.北京：中国标准出版社，2002年8月第一版.
关键词: 二次供水监测CDMA/GPRS无线通讯技术成本分析
1前言：
我国是一个水资源匮乏的国家，随着社会的发展，要求城市供水模式更加科学合理，对水的利用要求越来越精确。但是，我国现有的供水设计标准仍是参照前苏联做法，以五六十年代做的试验（取工人、农民、干部、普通职员四个小区进行实时流量测算），采用概率法的基本思想进行总结，得出现有的设计秒流量计算公式。 建设部建筑金属结构协会给水排水设备分会副会长左亚洲在《建筑给水排水技术发展动态》一文中曾提到“现行计算公式由于缺少概率法涉及的计算参数，如高峰期用水定额、高峰期时段历时、用水保证率、传统生活习惯和饮食结构等诸多影响计算式结果的因素，所以采用符合国情的概率法计算给水设计秒流量的工作尚需作大量的调查、统计和科研工作。”
为了调研现代住宅小区的实际用水量与设计参数之间的差距、管网叠压供水设备的实际运行效果，公司设立了《二次供水经济运行方案》课题。对以下几个方面进行调查：
1、测试用户的吨水电耗（单位：度/吨），得出直供设备的实际电耗，并且比较在不同小区的电耗值，了解直供设备普遍的电耗，为管网叠压供水设备比变频设备、传统供水方式节能提供实际测试数据，进而改进我们的产品，也为直供设备的最佳适用范围找出依据。
2、计算设备整机效率，与普通变频设备进行比较。
3、测试防污隔断阀（CJ/T 160-2002）的水损，了解其在不同流量情况下的损失值，得出防污隔断阀的流量----损失曲线。
4、测试用户实时用水量，与设计秒流量和最大时用水量比较，看用户实际最大时用水量和最小时用水量与理论值的差别，并且了解用户大流量用水和小流量用水的持续时间，得出实际用水时间的规律，最后希望能够得到直供设备的设计流量依据。
5、测试设备对市政管网影响的评估，了解影响的范围、大小等。
该课题以CDMA/GPRS无线通讯技术为基础，通过采集二次供水系统中的相关数据，传输到设在公司的电脑终端进行统计分析，实现了24小时无人监测，保证了数据实时全面准确，节省了人力物力。作为通用实现的方案，能够适用于一般性推广使用。
本文主要阐述了该课题中所应用的系统方案、器件、CDMA/GPRS无线通讯技术及成本。
2 监测系统结构及功能
监测系统分为两大部份：无线通讯远程监控中心和本地数据采集中心。无线通讯远程监控中心放置在公司内部，在公司可以实时监视现场设备的运行状况。而本地数据采集中心就地集中采集监视数据，及时响应设备各种运行状态，及时处理快速响应事件。其结构如图2.1所示：
图2.1监控系统结构
基本功能如下：
1) 二次供水经济运行数据采集和设备控制功能。在监控中心实时监控现场数据，并且可以对叠压供水设备进行运行控制。
2) 生产管理功能。记录供水设备运行数据及参数，并对设备的运行状态及操作进行记录，同时系统可以生成各种报表，操作人员可方便查询。
3) 实时统计分析经济运行数据并存入数据库，方便研究人员随时查看分析，为其进一步研究提供数据。
2.1 CDMA/GPRS无线通讯方式
随着科技的进步及应用领域的拓展，无线公用通讯网以其覆盖范围广、一次投资低、不用专人维护的特点，在越来越多的行业成为传输数据的通道选择。目前我国的无线公用网络主要是GSM/GPRS、CDMA，目前对各城市已经实现了无缝覆盖，无需考虑通迅效果。利用无线公用网组成的远程监控管理系统和现有的其它类似系统相比，在系统可靠性、抗干忧性、稳定性、组网便捷性，可维护性，功能扩展性等方面均具备明显的优越性，并可降低运营成本和劳动强度。本系统监测对象相对独立且分散，分布城市各个小区空旷地方或地下室，不便就地监控。完全符合无线通讯网络覆盖范围，能充分利用其网络优点。
本系统上位机监控中心与下位机之间利用无线公用网络实现数据采集。各监控点数据通过专用GPRS/CDMA DTU传送到公用无线网络，无线网络链接Internet，通过INTERNET 发送到监控端，监控上位机通过以太网接收Internet传送过来的数据并完成相应的分析处理过程。
2.2 本地监控
本地数据采集中心采集和监控本地所有数据，并通过DTU传送到公司内部。本地数据采集中心采用有线方式，收集各个仪表和设备的数据，并把上位机执行指令传递给设备，即实现上位机与现场设备通讯中转。
2.2监控中心
上位机可以采用固定IP或动态域名方式接入Interner,与下位机之间建立通讯链路。但固定IP公网资源较少，租用费用高。没有固定IP地址服务器以ADSL接入互联网，向域名认证服务器注册动态域名解析服务，与DTU建立通讯网络。
上位机组态软件选择Intouch8.0。Intouch软件是一个开放的、可扩展的人机界面，为定制应用程序设计提供了灵活性，同时为工业中的各种自动化设备提供了连接能力。用于可视化和控制生产过程，提供易用的开发环境和广泛的功能，能够快速地建立、测试和部署强大的连接和传递实时信息的自动化应用。
监控中心实时监控直供系统的运行，保存运行参数并进行相应的分析形成报表和趋势图，以备查询。监控界面实时刷新监控点数据，操作员能够随时掌握现场设备状态。监控系统自动保存的运行参数按照要求格式形成各种格式的日、月、季度或年报以便查询预览或打印，而且能够以趋势曲线形式显示。监控点发生报警后，监控系统发送短信通知相关维护人员，保证及时排除故障。
3相关设备的选择
3.1 流量计
现有住宅小区直供设备基本没有配套安装水表（不带数传功能）或流量计。我们要实现流量数据采集，就得增加相应的水表或流量计。流量一般采用安装流量计方式读取，常用的流量计包括普通水表、涡轮流量计、电磁式流量计和超声波流量计等。其中普通水表、涡轮流量计、电磁式流量计安装在水管道中，而受安装条件限制生活小区现有管路基本不允许破管安装，无法实现新增安装这些设备。外夹式超声波流量计直接安装在管路外表面，紧贴在其管道外面，对管路不会有任何破坏，比较适合的采用安装方式。超声波流量计也有其安装条件限制，需要安装在直供设备出水口下游较长的直管段上，而且不能离太近，最好在2米以上。
另外由于超声波流量计单台价格比较高（大约10000左右），造成单台直供设备配套测试系统预算太高。为了有效降低费用，考虑采用其它方式采集流量数据。如果直供设备前端或后端有现成的普通水表，计量该供水系统用水量，可以通过光电转换设备读取水表指针转动，达到记录流量目的。这种安装方式，估计成本只要1500左右。只是这种方式，要考虑水表和直供设备之间距离及现场布线条件可行性。
3.2 电表
电表用于采集电量信息，传统的电表没有远传功能，而且一般生活小区也没有为直供设备安装配套电表。只能采用数字电表，收集直供设备电耗参数实现远程监控。
3.3 无线通讯设备
以现有技术相对稳定和可靠的方式是基于公用无线通讯网络的CDMA/GPRS。公司已经实现并稳定运行的是宏电CDMA DUT。
4成本分析
成本分析主要是指为实现二次供水经济运行数据采集和分析可采用不同的监测实现方案，而不同方案所增加的设备和器件各不相同，其运行成本也不相同。通过成本分析以确定经济合理、安全可靠的方案。
以下是单套系统成本分析：
4.1 CDMA/GPRS无线通讯
CDMA/GPRS无线通讯部分可用两种方案，其区别在流量计的选择。成本如表4.1和表4.2所示。流量计的区别在于：
表4.1流量信号采集使用超声波流量计
表4.2流量信号采集采用光电转换方式
4.2 本地监控
本地监控的方案与CDMA/GPRS无线通讯方案类似，主要也是在流量计的选择。成本如表4.3和表4.4所示。
表4.3流量信号采集使用超声波流量计
表4.4流量信号采集采用光电转换方式
5、总结
关键词：流量传感器；挡板式；电磁式；超声波；非满管
随着勘探技术的不断发展及电子技术的不断进步，新型流量传感器将被引用到勘探领域中，目前在钻井和录井现场都安装有流量传感器，泥浆流量的监控对于安全钻井、防止工程事故的发生具有非常积极的作用。
由于钻井泥浆自身的特性：粘度大、密度大、非牛顿流体、低雷诺系数等，使我们对流量传感器的选择有很大的局限性，在国内以及国际钻井现场常用的流量传感器基本有两种，一种是传统的挡板式流量传感器，还有一种就是电磁流量传感器。随着超声波技术的发展进步，利用超声波原理制造的流量传感器也逐渐成熟，在许多领域都有应用，尤其在污水处理方面早有应用，我们探讨将其引入到钻井液流量的测量。
下面对几种测量方案进行比较，列出各自的优缺点，供大家参考。
1 挡板式流量传感器
我们所用的挡板式流量传感器主要指电位计式的，是根据钻井液流体连续性原理和伯努利方程以及挡板受力的分析，得出流量与传感器挡板之间的函数关系，并以电阻值线性变化反映挡板的角位移，测得钻井液流量的相对变化，这种传感器俗称挡板式流量传感器。它是目前应用最多、价格最低廉的流量传感器，主要测量泥浆的相对变化量，我们通常用占出口满管的百分比表示，满管流量标定为100%，根据流量的变化情况来判断泥浆循环系统的工作是否正常。这样测得的流量是相对流量，只能定性地反映泥浆的变化情况，不能定量测量。在国外，钻井监督总是要求我们定量测量出口流量，受老式传感器的局限性影响我们只能给出定性的结果，导致监督很不满意，这也是我们探讨新型流量传感器的一个原因。
这种挡板式传感器要根据泥浆的实际情况来选择适当的配重块，以达到最佳测量的目的，配重块选大了，灵敏度低，选小了又不回零，在实际应用中其挡板也很容易被泥浆和岩屑所粘附，直接影响测量结果。
另外，由于泥浆一直对挡板有冲击，通过齿轮带动相连的电位计不停转动，电位计内部是靠接触摩擦来改变阻值大小的，金属触点和碳膜的直接摩擦将导致碳膜的损坏，所以在现场要经常更换电位计，这非常影响钻井工作的正常进行。
2 电磁流量计
常见的电磁流量计有两种，一种是插入式的，一种是管道式的。
插入式电磁流量计是在直杆上面有两个电极，直杆伸到管道内部，优点是体积小巧，法兰式安装。缺点是测量精度不够高，电极易磨损，不耐用。
管道式电磁流量计通常是采用不同直径大小的管段，内敷聚四氟乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、耐酸橡胶等材料做衬里，主要适合满管流体的测量。其优点是耐磨损、精度高，反应灵敏。缺点是体积较大，通常和管道直径一样大，适合满管泥浆测量，而钻井现场泥浆出口管线基本都是非满管的，需要在管道上人为制造一段下凹段进行安装，容易造成岩屑堆积、甚至堵塞管道。
3 超声波流量传感器
超声波流量传感器是一种非接触式的仪表，主要用于不易接触和观察的流体以及大管径流量流体的测量。
超声波流量传感器的特点：
（1）不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力。
（2）可管外安装、非接触测流。
（3）测量准确度不易受流体参数的影响，因为是非接触式测量，所以能够解决具有强腐蚀性、非导电性、放射性、易燃易爆性流体的流量测量问题。
下面重点介绍两种适于泥浆测量的非满管型超声波流量计，此两种设计方案，均采用多普勒速度传感器和液位传感器相结合进行非满管测量，一种是压差式液位计，另一种是超声波液位计。
（1）压差式液位计
压差式液位计测量液位时，将传感器放置在水区底部附近，通过水静压传感器将大气压作为水静压传感器测量参考压力，测量流体压力，从而计算出液位的高度。同时，为减小流体的速度对压力传感器的影响，压力传感器采用独特的形状。此种传感器把流速和液位传感器集成于一体，主要采用管道内抱箍安装法。
（2）超声波液位计
超声波液位计的工作原理是采用收发合一的陶瓷超声波换能器发出高频超声波脉冲，声波的发射和接收都由同一个探头完成。探头向被测液面发射超声波信号，超声波由探头经传播介质传播至被测液面，在液面上形成反射，反射波沿原路径传播至探头，被探头接收并转换成电信号。此种传感器测量液位高度，流速传感器采用外夹式安装方式，非接触式测量，无磨损，效果好。
4 Y束语
流量传感器虽然种类较多，但是对于泥浆测量都有一定的局限性，泥浆属于非牛顿流体，其成分又相对复杂，对于流量传感器的选择有一定的难度，传统的挡板式流量传感器因其测量精度低，只能定性地判断出口流量的变化情况，处于被淘汰的边缘，电磁流量计又不适合非满管流量的测量，新型的超声波流量传感器从原理上适合钻井泥浆的测量，是一种新技术，后期还需经过一系列的现场试验证明其可行性。随着科技的发展和微电子技术的进步，更加新型的流量传感器将被不断地引入到勘探领域中来，对于钻井工程事故的准确预报起到非常重要的作用。
参考文献
