目前，天然氣在我國(guó)國(guó)內(nèi)已經(jīng)呈現(xiàn)出較為迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)，在社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)行業(yè)中均有涉及，而超聲波流量計(jì)作為一種計(jì)量部件，因其具有精準(zhǔn)度高、測(cè)量范圍廣、重復(fù)性好、無(wú)可動(dòng)部件、適用范圍廣等諸多特點(diǎn)，故成為我國(guó)大口徑天然氣長(zhǎng)輸管道計(jì)量中所較常應(yīng)用的流量計(jì)，并且取得較為良好的效果。然而，在實(shí)際使用的過程中仍然存在較多問題，需要相關(guān)部門在使用過程中定期對(duì)其進(jìn)行檢修，排除一切干擾因素，只有這樣才可以在非常大程度上保證超聲波流量計(jì)使用的準(zhǔn)確性。

 

1 超聲波流量計(jì)的工作原理

    超聲波流量計(jì)在實(shí)際使用的過程中具有多種不同的方式，這種計(jì)量方法通常是被應(yīng)用于天然氣高精度流量的測(cè)量中。這種儀器在使用中通常是在管壁上安裝一對(duì)斜角為j的超聲換能器，這兩個(gè)換能器同時(shí)和定時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)射和接受對(duì)方的超聲信號(hào)，以此來完成相關(guān)的計(jì)量工作。在實(shí)際測(cè)量的過程中需要保證流通通道沒有障礙，適用于一些難度相對(duì)較大的大口徑測(cè)量的情況，并且可以充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。而超聲信號(hào)在傳遞過程中通常會(huì)受到管道中介質(zhì)的影響，這就需要在測(cè)量中針對(duì)具體的測(cè)量對(duì)象，采用不同的方法方式，以保證測(cè)量工作的穩(wěn)定性。一般情況下，超聲波流量計(jì)的計(jì)量方式主要可以分為三種，非常好種是時(shí)差法。該種方法在實(shí)際應(yīng)用的過程中，主要是利用順利傳播時(shí)產(chǎn)生速度差異而形成的時(shí)間差來計(jì)算流體的速度。在這一過程中，一方的超聲信號(hào)在兩個(gè)聲波發(fā)送器和接收器之間來回傳遞，并且會(huì)與管道呈現(xiàn)出固定的一個(gè)夾角，而在傳遞過程中下游聲波會(huì)受到流體作用的影響，出現(xiàn)速度加快的情況，而上游則是會(huì)有相應(yīng)的延遲，通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)流體的有效計(jì)量。第二種是相位差法。時(shí)差的出現(xiàn)通常會(huì)引起一定的相位差，通過對(duì)相位差的計(jì)量可以推測(cè)出流體的流量。在聲波沿著管道的軸線方向進(jìn)行傳遞的過程中，通常會(huì)受到流體因素的影響，因而在下游聲波的傳播方向會(huì)有所偏離。偏離的聲波方向則會(huì)與流速呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的有效計(jì)量。第三種是頻差法。在超聲波傳遞的過程中，若是流體出現(xiàn)不均勻的情況，聲波就會(huì)隨著這種不均勻狀況而出現(xiàn)散射現(xiàn)象。若是流體和發(fā)送器之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則發(fā)送信號(hào)在經(jīng)過散射后被接收器所接收到的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)多普勒頻移，而利用這種方式也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的有效計(jì)量。

 

2 超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的具體應(yīng)用

    超聲波流量計(jì)是科技發(fā)展下所產(chǎn)生的一種新型天然氣計(jì)量方式，不僅可以增加測(cè)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)還可以有效提高天然氣計(jì)量的精度，因此被廣泛應(yīng)用至天然氣計(jì)量中。與傳統(tǒng)的孔板、渦輪流量計(jì)相比，這種新型的計(jì)量方式具有明顯優(yōu)勢(shì)。首先是適用于各種管徑的氣體流量測(cè)量，測(cè)量精度較高，并且可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行重復(fù)或者多次測(cè)量，受沉積物、濕氣的影響相對(duì)較小，為超聲波流量計(jì)的廣泛應(yīng)用奠定了有力基礎(chǔ)。在實(shí)踐的過程中，超聲波流量計(jì)通常是被應(yīng)用在管徑較大的天然氣計(jì)量中，主要是由于其成本相對(duì)較高，在引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)初期，通常只被應(yīng)用于大管徑天然氣輸送管道計(jì)量中，例如在西氣東輸工程中，全程4200km的輸送管道中，各級(jí)門站、分輸站、儲(chǔ)氣庫(kù)、LNG氣化站等，均是采用超聲波流量計(jì)這種新型計(jì)量方式，而隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，這種計(jì)量方式也逐漸被應(yīng)用至城市天然氣輸送管道中。與傳統(tǒng)計(jì)量方式相比，這種計(jì)量方式的影響因素相對(duì)較小，且準(zhǔn)確性較高，加之城市天然氣管道分布較為零散，因此在各個(gè)分散的用氣點(diǎn)均需要使用分表計(jì)量，從而有效提高超聲波流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確性。目前，若是按照適用范圍進(jìn)行劃分，則超聲波流量計(jì)大致可以劃分為以下幾種：非常好，適用于高壓氣體流量計(jì)計(jì)量中的流量計(jì)；第二，適用于貿(mào)易計(jì)量的Q型超聲波流量計(jì)；第三，適用于生產(chǎn)過程氣體流量計(jì)量的流量計(jì)；第四，適用于火炬氣體流量計(jì)量的流量計(jì)。這充分說明了超聲波流量計(jì)應(yīng)用的廣泛性。雖然，適用于不同范圍的超聲波流量計(jì)，其安裝細(xì)節(jié)會(huì)存在一定的差異，但是從整體上而言，其原理相同，需要安裝工人與技術(shù)人員格外注意。

 

3 超聲波流量計(jì)的故障問題及處理方式

    隨著目前天然氣使用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確性也需要得到進(jìn)一步提升，以充分保證天然氣使用的安全性，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。超聲波流量計(jì)作為一種較常應(yīng)用于大口徑天然氣輸送管道氣體計(jì)量的專用設(shè)備，在使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)各種故障，而在故障產(chǎn)生后相關(guān)技術(shù)人員也需要在非常好時(shí)間內(nèi)做出正確反應(yīng)，并對(duì)其進(jìn)行有效處理，為天然氣計(jì)量工作的順利進(jìn)行奠定有力基礎(chǔ)。

    首先，若是在天然氣計(jì)量的過程中出現(xiàn)流量計(jì)不顯示，而天然氣卻是始終處于流動(dòng)狀態(tài)的情況，則故障的原因極有可能是因?yàn)轱@示單元損壞，除此之外還有可能是因?yàn)楸ｋU(xiǎn)絲出現(xiàn)斷裂，而接口之間因接觸不良所產(chǎn)生的后續(xù)問題也會(huì)導(dǎo)致這一情況。因此，技術(shù)人員在對(duì)天然氣管道內(nèi)氣體進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須要做好事前的檢查工作，而在檢查過程中主要是對(duì)控制器顯示是否正常進(jìn)行檢查若是存在故障代碼，則是需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)使用更為專業(yè)的歐姆表對(duì)各個(gè)接口和保險(xiǎn)絲是否存在問題進(jìn)行檢查，若是存在不合格的情況，應(yīng)在非常好時(shí)間進(jìn)行更換，以保證天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確性。

    其次，在天然氣計(jì)量的過程中難免會(huì)出現(xiàn)計(jì)量偏差的情況，若是偏差數(shù)值處于較小的一個(gè)范圍內(nèi)，則屬于正常，若是偏差值相對(duì)較大，則有可能是因?yàn)楣艿罓顟B(tài)不符合標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生這種情況的主要原因是由于在天然氣管道內(nèi)部存在較多雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)通常是附著在管道內(nèi)壁，進(jìn)而導(dǎo)致超聲波流量計(jì)計(jì)量出現(xiàn)一定偏差，無(wú)法保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。針對(duì)這一情況，技術(shù)人員應(yīng)注意對(duì)管道材料、管內(nèi)壁、管壁厚度等方面進(jìn)行全方位的檢查，檢查其是否符合標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，定期對(duì)管道內(nèi)部的雜質(zhì)、銹蝕層等進(jìn)行清理，以防止內(nèi)徑、面積出現(xiàn)減小的情況而影響到超聲波流量計(jì)的計(jì)量工作。除此之外，還需要對(duì)管道內(nèi)堆積物進(jìn)行清理，以保證天然氣可以均勻流動(dòng)。

    非常后，若是從理論上進(jìn)行分析，在天然氣處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，超聲波流量計(jì)所顯示的數(shù)值應(yīng)為零，然而在實(shí)際應(yīng)用的過程中，超聲波流量計(jì)所顯示的數(shù)值有時(shí)會(huì)不為零。產(chǎn)生這一情況的主要原因較多，例如閥門沒有關(guān)緊，若是閥門沒有關(guān)緊，則在管道內(nèi)部會(huì)因?qū)α鞫�引起零點(diǎn)設(shè)置缺陷，這一缺陷便會(huì)造成超聲波流量計(jì)出現(xiàn)不為零的情況。針對(duì)這一情況，技術(shù)人員在進(jìn)行維修檢查的過程中就應(yīng)對(duì)閥門是否被完全關(guān)閉進(jìn)行檢查，另外對(duì)于管道內(nèi)部的溫度也應(yīng)該進(jìn)行檢查，以防止在超聲波流量計(jì)計(jì)量過程中出現(xiàn)對(duì)流情況，以保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。

 

4 結(jié)語(yǔ)

    綜上所述，目前隨著天然氣應(yīng)用范圍的進(jìn)一步增加，其計(jì)量方式也有了較大程度的改善，而超聲波流量計(jì)因具有精準(zhǔn)度高、結(jié)實(shí)耐用、維護(hù)工作量小等諸多優(yōu)勢(shì)，逐漸成為現(xiàn)階段天然氣計(jì)量中所采用的首選方式，在一定程度上為天然氣計(jì)量工作的順利開展提供了充足的保障。在這樣的條件下，天然氣計(jì)量工作質(zhì)量將會(huì)得到進(jìn)一步提升，針對(duì)超聲波流量計(jì)在使用過程中可能出現(xiàn)的各種問題，也應(yīng)及時(shí)制定有效的解決措施，并且逐漸完善，從而有效提高天然氣計(jì)量工作的質(zhì)量，為今后進(jìn)一步完善與發(fā)展該項(xiàng)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。