氣體便攜超聲波流量計在現場(chǎng)比中應注意的問(wèn)題

    天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)的能源和化工原料，其計量的準確與否受到人們普遍的重視。而作為其計量器具的氣體流量計一旦在管線(xiàn)上安裝使用后，由于輸氣的連續性要求，使其后期送檢實(shí)驗室的周期檢定變得困難，因而利用便攜夾裝式氣體超聲流量計對氣體流量計進(jìn)行在線(xiàn)的現場(chǎng)檢定、使用中檢驗和中間核查變得很有必要。筆者在工作實(shí)踐中總結了一部分便攜夾裝式氣體超聲流量計在現場(chǎng)比中應該注意的問(wèn)題和可能遇到的故障。

    1 現場(chǎng)比工作中應注意的一些問(wèn)題

    1.1 儀表頻率與探頭頻率的選擇

    在實(shí)際測量中應根據具體的測量管道選擇相應的測量頻率，儀表的工作頻率與探頭匹配使用。一般儀表的測量頻率在200KHZ到1MHZ頻率，其測量范圍約從4''到24''，探頭的頻率一般有三種：200KHZ、500KHZ、1MHZ，其基本規律是頻率越低測量管徑越大。因此在實(shí)際的測量中我們應根據管道選擇正確的探頭，使之相匹配。

    1.2 測量管道選擇點(diǎn)應注意的問(wèn)題

    首先是測量直管長(cháng)度的選擇，理想測量點(diǎn)應為上游20D下游10D的直管長(cháng)度，其間不能有彎管、閥門(mén)、變徑、插入式熱電耦等擾流元件。其次是探頭安裝點(diǎn)表面處理，在兩個(gè)探頭安裝點(diǎn)表面應保證管外表光潔無(wú)油漆及銹跡。如果表面生銹或油有漆層，應打磨光潔。按照儀表推薦的探頭安裝間距，在實(shí)測點(diǎn)標示出兩個(gè)探頭安裝點(diǎn)，對安裝點(diǎn)進(jìn)行打磨處理。

    1.3 測量安裝準備工作應注意的問(wèn)題

    在進(jìn)行測量之前應先取得測量點(diǎn)的管外徑及壁厚、溫度與壓力等參數，以供測量時(shí)參考。測量實(shí)測點(diǎn)的管外徑、壁厚，將探頭型號、管徑壁厚、氣體種類(lèi)等參數輸入儀表，并參照測量點(diǎn)外部空間及上面最低壓力表格中的推薦聲程數，將聲程數（Travers）輸入儀表（外夾式氣體測量在實(shí)際的測量中，除50mm以下管徑有選擇3聲程或5聲程外，其它多數情況下一般選擇1聲程），然后在儀表中得到探頭的安裝間距（Spacing）。此處的工作相當重要，上述參數必須在實(shí)測中取得。

    1.4 安裝時(shí)應注意的問(wèn)題

    （1）降噪材料的鋪設

    降噪材料的安裝對夾裝式氣體測量相當關(guān)鍵，可能直接影響測量成功與否，所以要認真對待。將管外壁擦拭干凈，將降噪材料內層保護紙揭掉，貼在管外壁中，壓緊粘貼，避免出現氣泡。上下游兩個(gè)探頭安裝完成后請注意檢查探頭安裝間距是否與儀表中的Spacing一致。若不一致，且相差不大，請將實(shí)際間距輸入儀表中取代推薦間距。否則要重裝探頭，筆者發(fā)現在實(shí)際測量中該問(wèn)題常被大家忽略。

    （2）信號放大器的使用

    安裝信號放大器，一般進(jìn)行氣體測量時(shí)在探頭與連接電纜之間應安裝信號放大器，如果氣體壓力遠超過(guò)最低測量壓力要求，可考慮不安裝放大器�？砂惭b好后看信號強度大�。ㄐ盘枏姸确稚嫌涡盘枏姸萐SUp與下游信號強度SSDn，通常兩者相等，范圍一般在50~70間）作參考。若安裝好后儀表報故障：SignalStrengthtoohigh，則可取下放大器再試。便攜夾裝式氣體超聲流量計在完成上述安裝后，其典型的安裝示意圖如圖1所示：

圖1 便攜夾裝式氣體超聲流量計安裝示意圖

    1.5 測量點(diǎn)的最低壓力要求

    測量成功的最重要條件即是測量點(diǎn)氣體壓力滿(mǎn)足最低測量壓力要求。不同的管徑、壁厚、不同氣體種類(lèi)有不同的最低壓力要求�；�本規律是是管徑越大、壁厚越厚、氣體分子量越小，要求的最低壓力越高。具體的最低壓力要求可以查看相關(guān)儀表說(shuō)明書(shū)中測量壓力表（一般表中列出了空氣、天然氣、蒸汽三種氣體，其它氣體可依分子量大小進(jìn)行參照與估計，比如N2可參照空氣）。

    2 測量中可能出現的幾個(gè)故障

    2.1 信號強度較低故障

    信號強度是測量診斷參數中的最重要一項，如果此項參數不正常，通常儀表會(huì )報故障，測量失敗。一般情況下，信號強度越大，測量值越穩定可信，越能長(cháng)時(shí)間可靠的運行。安裝時(shí)應盡量調整探頭的位置和檢查耦合劑是否充分，確保得到最大的信號強度。

    系統能正常工作的條件是兩個(gè)方向上的信號強度大于60.0。當信號強度太低時(shí)，這時(shí)應檢查測量點(diǎn)選擇（壓力、直管長(cháng)度）、管道表面處理、探頭的安裝、耦合劑、探頭間距，儀表設置。

    2.2 聲速故障

    聲速SNDSP（soundspeed）是診斷參數中的另一個(gè)常用參數，指儀表實(shí)際測得的超聲波信號在該種氣體中的傳播速度。當該值與儀表參數設置中該種氣體的理論聲速作比較，如果誤差超出一定范圍時(shí)（例如誤差超出±20%）時(shí)，就會(huì )出現聲速故障，這時(shí)應檢查探頭的安裝及探頭間距，儀表設置。（超聲波信號在常見(jiàn)氣體中的傳播速度范圍一般在300m/s至1000m/s）。

    2.3 信號質(zhì)量故障

    信號質(zhì)量是指收信號的好壞程度。信號質(zhì)量差的原因可能是干擾大，或者是探頭安裝不好，或者使用了質(zhì)量差、非專(zhuān)用的信號電纜。一般情形下應反復調整探頭，檢查耦合劑是否充分，直到信號質(zhì)量盡可能大時(shí)為止。

    2.4 “時(shí)差”示數波動(dòng)太大故障

    “總傳輸時(shí)間、時(shí)差”能反應安裝是否合適，因為流量計內部的測量運算是基于這兩個(gè)參數的，所以當“時(shí)差”示數波動(dòng)太大時(shí)，所顯示的流量及流速也將跳變厲害，出現這種情況說(shuō)明信號質(zhì)量太差，可能是管路條件差，探頭安裝不合適或者參數輸入有誤。

    2.5 傳輸時(shí)間比故障

    傳輸時(shí)間比用于確認探頭安裝間距是否正確。在安裝正確的情況下傳輸比應為100±3。當傳輸比超出100±3的范圍時(shí)，應檢查參數（管外徑、壁厚、管材、襯里等）輸入是否正確、探頭的安裝距離是否與儀表中所顯示的數據一致、探頭是否安裝在管道軸線(xiàn)的同一直線(xiàn)上、是否存在太厚的結垢、安裝點(diǎn)的管道是否橢圓變形等。

    3 結束語(yǔ)

    由于氣體流量計在其使用現場(chǎng)的復雜性，往往不能體現其在實(shí)驗室環(huán)境下的性能，故而用便攜夾裝式氣體超聲流量計對氣體流量計進(jìn)行在線(xiàn)的現場(chǎng)比對時(shí)應認真的對待各種參數設置工作和準備工作，充分分析和評估由現場(chǎng)復雜條件給測量結果帶來(lái)的不確定性，從而保證檢測結果的準確可靠。