超聲氣體流量計

超音波氣體流量計即是用來測量氣體流量的，是利用超音波的傳播速度隨流速變化而發生變化的原理來測量的氣體流速的流量計。發展至今解析度已達1mm/s，已能測量小流量，以及雙向氣體流量。在工程套用和國際天然氣貿易中，大有取代傳統儀表的趨勢。

發展與套用

流量測量的主要任務有兩類：一是為流體物資貿易核算儲運管理和污水廢氣排放控制的總量計量，二是為流程工業提高產品的質量和生產效率，降低成本以及環境保護等進行必要的流量檢測和控制。隨著社會迅速發展，在流程工業中檢測和控制溫度、流量、壓力、物位和成分分析等參數儀表中，氣體流量儀表占很大的比。

重近年來，隨著西氣東輸管道工程全面啟動，在天然氣生產、輸送、交易、分配和使用過程中，由於供需雙方經濟利益或用戶為謀取最佳使用效果，尤其是對於大口徑氣體流量測量提出了新要求。為了適應氣體流量測量不斷提高的標準，將超音波技術套用到氣體流量的檢測中一種新型流量計……超音波氣體流量計應運而生。

20世紀70年代中期歐、美、已先後研製成功超聲氣體流量計，但並不成熟。至90年代中後期則出現較完善和成熟的產品。由於使用了高新技術，流量計已能測量微小時差，解析度已達1mm/s，已能測量小流量，以及雙向氣體流量。在工程套用和國際天然氣貿易中，大有取代傳統儀表的趨勢。在巨大商機驅使下，各國生產廠商紛紛投入巨資爭先開發超聲氣體流量計。我國天然氣“西氣東輸”工程，就採用了超聲氣體流量計進行計量。

構成原理

超聲氣體流量計由流量換能器和控制器組成，標準管段式超聲氣體流量計通常還有一副帶球閥的套筒，供換能器安裝和檢修。高精確度的氣體流量計所採用的聲道布置通常採用平行對稱布置和交叉反射布置。要考慮自動消除氣渦流的影響問題。 　換能器的安裝均採用插入式，工作頻率一般選擇在60~120khz之間。用於可燃氣體應考慮防爆。 　控制器工作原理方櫃圖，如圖6.20所示。換能器交替發射和接收聲脈衝，一般每秒20~60次，信號經放大、運算、補償後，輸出數字和模擬信號。

技術參數

準確確度±/% 0.5 解析度/mm·s-1 ≤1 流速範圍/ m·s-1 -30~+30 溫度範圍/℃ -20~+60 壓力/mpa 1.6~10 管徑/mm 100~1600

優點

1.準確度高、重複性好、抗干擾能力較強。 　2.可精確測量脈動流。 　3.雙向流量計量。 　4.量程比寬。 　5.無可動部件，無壓力損失，維護量小。 　6.換能器更換可在帶壓條件下進行。 　7.在使用現場可以乾法校驗。

分類

超聲氣體流量計按實際用途基本上分為兩類：一類用於氣體流量測量；另一類用做氣體流量標定裝置或貿易計量。前者通常在使用的現場，將輸氣管打孔進行安裝；後者均為標準管段式。具體用途：氣體貿易交接計量；校驗一般氣體流量計的標準表。

超聲氣體流量計所測氣體基本上是天然氣、空氣兩種。天然氣是一種混合氣體，主要成分是甲烷（占95%以上）、乙烷、丙烷、n2、co2等氣體。15℃時聲速在420m/s左右。其聲速與組分、壓力、密度、溫度有關，所以要考慮不同組分的壓縮係數和溫度壓力修正。

超聲氣體流量計安裝位置要有足夠直管段才能保證測量的準確度。管道內的顆粒物和液滴若附著在換能器輻射面上，將會影響聲脈衝的傳播，甚至使流量計不能工作。