便携超声气体流量计在现场比中应注意的问题

天然气作为一种优质的能源和化工原料，其计量的准确与否受到人们普遍的重视。而作为其计量器具的气体流量计一旦在管线上安装使用后，由于输气的连续性要求，使其后期送检实验室的周期检定变得困难，因而利用便携夹装式气体超声流量计对气体流量计进行在线的现场检定、使用中检验和中间核查变得很有必要。笔者在工作实践中总结了一部分便携夹装式气体超声流量计在现场比中应该注意的问题和可能遇到的故障。

1 现场比工作中应注意的一些问题

1.1 仪表频率与探头频率的选择

在实际测量中应根据具体的测量管道选择相应的测量频率，仪表的工作频率与探头匹配使用。一般仪表的测量频率在200KHZ到1MHZ频率，其测量范围约从4''到24''，探头的频率一般有三种：200KHZ、500KHZ、1MHZ，其基本规律是频率越低测量管径越大。因此在实际的测量中我们应根据管道选择正确的探头，使之相匹配。

1.2 测量管道选择点应注意的问题

首先是测量直管长度的选择，理想测量点应为上游20D下游10D的直管长度，其间不能有弯管、阀门、变径、插入式热电耦等扰流元件。其次是探头安装点表面处理，在两个探头安装点表面应保证管外表光洁无油漆及锈迹。如果表面生锈或油有漆层，应打磨光洁。按照仪表推荐的探头安装间距，在实测点标示出两个探头安装点，对安装点进行打磨处理。

1.3 测量安装准备工作应注意的问题

在进行测量之前应先取得测量点的管外径及壁厚、温度与压力等参数，以供测量时参考。测量实测点的管外径、壁厚，将探头型号、管径壁厚、气体种类等参数输入仪表，并参照测量点外部空间及上面最低压力表格中的推荐声程数，将声程数（Travers）输入仪表（外夹式气体测量在实际的测量中，除50mm以下管径有选择3声程或5声程外，其它多数情况下一般选择1声程），然后在仪表中得到探头的安装间距（Spacing）。此处的工作相当重要，上述参数必须在实测中取得。

1.4 安装时应注意的问题

（1）降噪材料的铺设

降噪材料的安装对夹装式气体测量相当关键，可能直接影响测量成功与否，所以要认真对待。将管外壁擦拭干净，将降噪材料内层保护纸揭掉，贴在管外壁中，压紧粘贴，避免出现气泡。上下游两个探头安装完成后请注意检查探头安装间距是否与仪表中的Spacing一致。若不一致，且相差不大，请将实际间距输入仪表中取代推荐间距。否则要重装探头，笔者发现在实际测量中该问题常被大家忽略。

（2）信号放大器的使用

安装信号放大器，一般进行气体测量时在探头与连接电缆之间应安装信号放大器，如果气体压力远超过最低测量压力要求，可考虑不安装放大器。可安装好后看信号强度大小（信号强度分上游信号强度SSUp与下游信号强度SSDn，通常两者相等，范围一般在50~70间）作参考。若安装好后仪表报故障：SignalStrengthtoohigh，则可取下放大器再试。便携夹装式气体超声流量计在完成上述安装后，其典型的安装示意图如图1所示：

图1 便携夹装式气体超声流量计安装示意图 1.5 测量点的最低压力要求

测量成功的最重要条件即是测量点气体压力满足最低测量压力要求。不同的管径、壁厚、不同气体种类有不同的最低压力要求。基本规律是是管径越大、壁厚越厚、气体分子量越小，要求的最低压力越高。具体的最低压力要求可以查看相关仪表说明书中测量压力表（一般表中列出了空气、天然气、蒸汽三种气体，其它气体可依分子量大小进行参照与估计，比如N2可参照空气）。

2 测量中可能出现的几个故障

2.1 信号强度较低故障

信号强度是测量诊断参数中的最重要一项，如果此项参数不正常，通常仪表会报故障，测量失败。一般情况下，信号强度越大，测量值越稳定可信，越能长时间可靠的运行。安装时应尽量调整探头的位置和检查耦合剂是否充分，确保得到最大的信号强度。

系统能正常工作的条件是两个方向上的信号强度大于60.0。当信号强度太低时，这时应检查测量点选择（压力、直管长度）、管道表面处理、探头的安装、耦合剂、探头间距，仪表设置。

2.2 声速故障

声速SNDSP（soundspeed）是诊断参数中的另一个常用参数，指仪表实际测得的超声波信号在该种气体中的传播速度。当该值与仪表参数设置中该种气体的理论声速作比较，如果误差超出一定范围时（例如误差超出±20%）时，就会出现声速故障，这时应检查探头的安装及探头间距，仪表设置。（超声波信号在常见气体中的传播速度范围一般在300m/s至1000m/s）。

2.3 信号质量故障

信号质量是指收信号的好坏程度。信号质量差的原因可能是干扰大，或者是探头安装不好，或者使用了质量差、非专用的信号电缆。一般情形下应反复调整探头，检查耦合剂是否充分，直到信号质量尽可能大时为止。

2.4 “时差”示数波动太大故障

“总传输时间、时差”能反应安装是否合适，因为流量计内部的测量运算是基于这两个参数的，所以当“时差”示数波动太大时，所显示的流量及流速也将跳变厉害，出现这种情况说明信号质量太差，可能是管路条件差，探头安装不合适或者参数输入有误。

2.5 传输时间比故障

传输时间比用于确认探头安装间距是否正确。在安装正确的情况下传输比应为100±3。当传输比超出100±3的范围时，应检查参数（管外径、壁厚、管材、衬里等）输入是否正确、探头的安装距离是否与仪表中所显示的数据一致、探头是否安装在管道轴线的同一直线上、是否存在太厚的结垢、安装点的管道是否椭圆变形等。

3 结束语

由于气体流量计在其使用现场的复杂性，往往不能体现其在实验室环境下的性能，故而用便携夹装式气体超声流量计对气体流量计进行在线的现场比对时应认真的对待各种参数设置工作和准备工作，充分分析和评估由现场复杂条件给测量结果带来的不确定性，从而保证检测结果的准确可靠。(end)