超聲波流量計檢修規程

二O一一年十二月十四日天然氣川氣東送管道分公司超聲波流量計檢修規程

二O一一年十二月十四日天然氣川氣東送1目錄

概述……..3技術標準………………..7安裝要求………………..9使用與維護……………..10名詞解釋………………..24目錄

概述……..321.1.1適用范圍氣體超聲流量計一般適用在長輸高壓管線、集氣系統，海洋天然氣，輸氣站、壓氣站、氣體處理工廠、輸配管網等場所。1.1概述天然氣川氣東送管道分公司1.1.1適用范圍1.1概述天然氣川氣東送管道分公司3天然氣川氣東送管道分公司1.1.2工作原理及特點

超聲波流量計是基于傳播時間法，在流動氣體中的相同行程內，用順流和逆流傳播的兩個超聲信號的傳播時間差來確定沿聲道的氣體平均流速所進行的氣體流量測量方法天然氣川氣東送管道分公司1.1.2工作原理及特點

超4天然氣川氣東送管道分公司——氣體的平均流速，m/s；

——聲道與中心軸的斜角；

——聲道長度，m；——順流傳播的時間，s；——逆流傳播的時間，s；——聲道距離，m；公式1：平均流速——氣體的平均流速，m/s；——順流傳播的時間，s；——氣體的平均流速，m/s；——逆流傳播的時間，s；——順流傳播的時間，s；——氣體的平均流速，m/s；基本公式天然氣川氣東送管道分公司——氣體的平均流速，m/s；——聲5天然氣川氣東送管道分公司公式2：工況流量公式3：標況流量Qf——工況體積流量，m3/h；D——管道內徑，m；Qn——標況體積流量，Nm3/h；Pf——工況壓力(絕壓)，MPa；Tf——標況溫度，K；Pn——標況壓力，MPa；Tn——工況溫度，K；Zn——標況壓縮因子；Zf——工況壓縮因子；天然氣川氣東送管道分公司公式2：工況流量公式3：標況流量Qf6天然氣川氣東送管道分公司超聲波流量計特點：具有測量范圍寬，準確度高、測量管徑大、重復性好、能雙向計量、適用于脈動流計量、無壓力損失、安裝使用費用低、聲速、溫度、氣體運行狀況的測量是相對獨立的等優點。1.2技術標準1.2.1測量精度基本誤差：±0.2～±

1.0﹪天然氣川氣東送管道分公司超聲波流量計特點：7天然氣川氣東送管道分公司1.2.2測量范圍：0.9～30m/s最小流速可擴展至0.3m/s1.2.3管徑范圍：100mm～900mm(4”-36”)1.2.4通訊方式：MarkIII流量計提供了兩個標準的和一個可選擇的RS232/RS485串行通訊端口和一個可選擇的以太網端口1.2.5工作壓力：0.6～42MPa1.2.6環境溫度：-20～100°C1.2.7電源電壓：10.4～36VDC天然氣川氣東送管道分公司1.2.2測量范圍：0.9～308天然氣川氣東送管道分公司1.3安裝要求1.3.1安裝方式流量計應該水平安裝，安裝時要保證流體流動方向與流量計標志的流體正方向一致。1.3.2安裝中應保證流量計測量管軸線與管道軸線一致。流量計與管道連接的部分沒有滲漏，連接處的密封墊不能凸出到管道內。1.3.3在流量計上下游直管段范圍內，管道內部應清潔，無明顯凹痕，銹蝕，結垢和起皮現象。該直管段除取壓孔，溫度插孔外應物其他障礙和連接支路。天然氣川氣東送管道分公司1.3安裝要求9天然氣川氣東送管道分公司1.3.4流量計的安裝應盡量避開有強烈機械振動影響的位置。特別是要避開流量計信號處理單元、超聲換能器、流量測量管等部件發生共振的環境。1.3.5流量計安裝時應盡量避開噪聲源，有必要的話應該采取措施消除環境聲學噪聲的干擾。1.4使用與維護1.4.1投用前檢查，主要包括接線、開機、預熱及參數設置是否正確。天然氣川氣東送管道分公司1.3.4流量計的安裝應盡量避開有強10天然氣川氣東送管道分公司1.4.2現場診斷軟件CUICUI軟件是為DANIEL超聲波流量計設計的高級實時監控和診斷工具.CustomerUltrasonicInterface(CUI)超聲波流量計客戶界面軟件是基于Windows?的超聲波流量計診斷和監控軟件包。現在用戶使用的版本一般為CUI3.1和CUI4.2兩種版本，這兩種版本的連接方式和功能基本一致。天然氣川氣東送管道分公司1.4.2現場診斷軟件CUI11天然氣川氣東送管道分公司1.4.3記錄—維護記錄和報告主要用于導出超聲波流量計當前各個參數的計算值及曲線，如各個聲道的氣體速度、聲速，以及各個用于診斷超聲波工作狀態的參數，如增益、信噪比、剖面系數等。

進入CUI主界面后，從菜單上選擇Logs/Report（記錄/報告）﹥MaintenancelogsandReport（維護記錄和報告），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司1.4.3記錄—維護記錄和報告12天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司13天然氣川氣東送管道分公司注：首先設置選項，收集數據時間間隔、更改CUI建議的文件名以便日后查看方便。其次，點擊Start(開始)按鈕下載日志，大概持續事件2分鐘。會以Excel格式的文件保存下來。1.4.4使用AGA8聲速計算器計算理論聲速通過與獨立計算的SOS比較，可以為評估測量系統（流量計，壓變，溫變，色譜儀）的總體性能提供一個基礎。主要是可以比較聲速的誤差。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Tools（工具）﹥GasSOSCalculator（氣體SOS計算器），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司注：首先設置選項，收集數據時間間隔、14天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司15天然氣川氣東送管道分公司注：首先，將氣體組份輸入到氣體組份輸入表中。以百分比形式輸入數值，點擊Normalize(歸一化)將調整百分比。這樣總得氣體成分就等于100%。其次，輸入氣體的壓力和溫度值。壓力輸入值可以是絕對值也可以是計量值，選擇所需的壓力類型。如果選擇壓力類型為計量值，則輸入大氣壓力。最后，氣體組份，壓力，溫度輸入好后，點擊Calculate(計算)，以計算出壓縮因子（Zf）、密度和聲速（SOS）。讀取流量計平均聲速和計算聲速比較，算出誤差。天然氣川氣東送管道分公司注：首先，將氣體組份輸入到氣體組份輸16天然氣川氣東送管道分公司1.4.5瀏覽信號波形和收集信號波形文件當流量計的信噪比惡化時，其表現為噪聲影響了流量計區別傳感器信號與來自其他超聲波噪聲的能力，其他超聲波噪聲可能來自控制閥或者其他噪聲誘導成分，通過使用波形觀測儀可以察看噪聲對信號的影響。當察看或者收集波形時，建議使用以太網通訊連接流量計，以太網連接可以在一秒內完成若干次更新。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Tools（工具）﹥WaveformViewer（波形觀測儀），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司1.4.5瀏覽信號波形和收集信號波形17天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司18天然氣川氣東送管道分公司注：如果要查看每個傳感器的信號波形，請在屏幕底部叫做流量計部分的下拉列表選擇AllChords（所有弦），點擊Read(讀取)。這樣將允許用戶通過選擇將在屏幕頂部的顯示部分顯示的所需弦來逐一的查看每個弦。除了可以查看信號波形外，還可以通過從Domainc方框處選擇Frequency（頻率）來查看流量計所有信號的頻率。讀取波形圖后，點擊屏幕下部中央部分的文件部分上的Save（保存）按鈕，就可以保存波形文件，以便日后查看。天然氣川氣東送管道分公司注：如果要查看每個傳感器的信號波形，19天然氣川氣東送管道分公司1.4.6超聲波流量計監測界面該界面為超聲波最常用的界面，主要用于觀察超聲波當前的運行狀態，通過該界面可以觀察到超聲波各個聲道的流速、聲速、增益、信噪比，并可以選取不同參數的圖形進行查看。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Meter（流量計）﹥Monitor（監視器），這樣將出現以下屏幕：其中，如PowerLoss報警為超聲波工作時有人為或某種原因停過電。天然氣川氣東送管道分公司1.4.6超聲波流量計監測界面20天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司21天然氣川氣東送管道分公司1.4.7超聲波流量計組態界面通過該界面可以讀取超聲波流量計的參數設置，并對其進行修改，在修改完后再將新的組態下載到超聲波流量計中。在一臺超聲波流量計剛投運時應通過該界面保存一份超聲波流量計的組態文件，以便日后如出現異常情況對其恢復出廠設置。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Tools（工具）﹥Edit/CompareConfiguration

（編輯/比較組態），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司1.4.7超聲波流量計組態界面22天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司23天然氣川氣東送管道分公司附：

名詞解釋天然氣川氣東送管道分公司附：24天然氣川氣東送管道分公司SOS聲速（SpeedofSound）當某個聲道的聲速與平均聲速的差值超過0.35%時，該聲道的條塊顯示為黃色；當某個聲道的聲速與平均聲速的差值超過超聲波流量計組態參數CRange（百分數）時，該聲道的條塊顯示為紅色。四個聲道的聲速應該基本上都是相等的，如果出現某個聲道聲速偏差較大則該對探頭可能存在問題。1、解釋SOS的含義？天然氣川氣東送管道分公司SOS聲速（SpeedofSou25天然氣川氣東送管道分公司平均增益（AverageGain）增益指為了使接受信號達到需要的振幅強度，需要對其增強多少。如果信號的強度衰減，則其增益增加。不同的流體條件對流量計的增益有很大的影響；相同流態下，大口徑的流量計由于其聲道較長，故其增益會比小口徑的要大。2、解釋AverageGain的含義？天然氣川氣東送管道分公司平均增益（AverageGain）26天然氣川氣東送管道分公司

流量計會自動調整增益值，以增加信號的強度。影響的增益的主要因素有壓力、氣體流速、臟污介質等。一般情況下，增益隨氣體流速的增加而增加，隨臟污介質的情況而增加，但污物很少可能導致傳感器失靈，因為儀表有足夠的增益避免臟污對探頭的影響，一般當某一探頭的增益明顯高于其他探頭時則需要考慮是否清洗探頭。也可以通過保存增益值，做出趨勢圖來觀察各個探頭的工作狀態，發現一些潛在的問題。天然氣川氣東送管道分公司流量計會自動調整增益值，以增加信號27天然氣川氣東送管道分公司信號質量（SignalQuality,Performance）信號質量是指每次批次結束后，聲道有效計時次數在總次數中所占的比例，如為100%則表示每一個接收到的信號都用來進行流量計量。信號質量是儀表性能的重要表現，在高流速狀態下、受到超聲噪音干擾或流動條件變化時，信號質量可能低于100%，但只要超過25%就是可以接受的。3、解釋AveragePerformance的含義？天然氣川氣東送管道分公司信號質量（SignalQualit28天然氣川氣東送管道分公司在低流速下，信號質量應基本是100%，而在接近所允許的最大流速時，小于100%的信號質量是可能發生的，但如果儀表內的流量僅達到最高流量的50%時信號質量未達到100%時，應對儀表進行檢查，另外小于100%的信號質量并不意味著儀表精度的降低，但其最小值不能低于25%，否則可能會影響計量。天然氣川氣東送管道分公司在低流速下，信號質量應基本是100%29信噪比（Signal-to-NoiseRation,SNR）信噪比是接受到的信號和背景噪聲的數值比率，具體公式如下：

其只包括某批次采用的采樣信號，不包括因為信號質量不符合要求而去除的采樣，如果噪音成為問題則可以通過信噪比進行判斷噪音的來源，如上聲道的信噪比大于下游聲道的信噪比則噪音來自流量計的下游。天然氣川氣東送管道分公司4、解釋SNR的含義？信噪比（Signal-to-NoiseRation,SN30天然氣川氣東送管道分公司通常情況下流量計正常工作時具有較高的信噪比，典型的Daniel超聲波流量計的工作時大于1000，低信噪比意味著可能存在控制閥噪聲，也有可能是超聲波探頭臟污需要清洗等情況。當信噪比小于500時，需要對儀表進行檢查，信噪比小于250時會導致性能值即信號質量小于100%，當信噪比小于100時會影響儀表的精度。也可以通過設置超聲波流量計組態參數SNRation做為信噪比的下限值，當信噪比小于此值時則產生報警。天然氣川氣東送管道分公司通常情況下流量計正常工作時具有較高的31超聲波流量計檢修規程

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概述……..3技術標準………………..7安裝要求………………..9使用與維護……………..10名詞解釋………………..24目錄

概述……..3331.1.1適用范圍氣體超聲流量計一般適用在長輸高壓管線、集氣系統，海洋天然氣，輸氣站、壓氣站、氣體處理工廠、輸配管網等場所。1.1概述天然氣川氣東送管道分公司1.1.1適用范圍1.1概述天然氣川氣東送管道分公司34天然氣川氣東送管道分公司1.1.2工作原理及特點

超聲波流量計是基于傳播時間法，在流動氣體中的相同行程內，用順流和逆流傳播的兩個超聲信號的傳播時間差來確定沿聲道的氣體平均流速所進行的氣體流量測量方法天然氣川氣東送管道分公司1.1.2工作原理及特點

超35天然氣川氣東送管道分公司——氣體的平均流速，m/s；

——聲道與中心軸的斜角；

——聲道長度，m；——順流傳播的時間，s；——逆流傳播的時間，s；——聲道距離，m；公式1：平均流速——氣體的平均流速，m/s；——順流傳播的時間，s；——氣體的平均流速，m/s；——逆流傳播的時間，s；——順流傳播的時間，s；——氣體的平均流速，m/s；基本公式天然氣川氣東送管道分公司——氣體的平均流速，m/s；——聲36天然氣川氣東送管道分公司公式2：工況流量公式3：標況流量Qf——工況體積流量，m3/h；D——管道內徑，m；Qn——標況體積流量，Nm3/h；Pf——工況壓力(絕壓)，MPa；Tf——標況溫度，K；Pn——標況壓力，MPa；Tn——工況溫度，K；Zn——標況壓縮因子；Zf——工況壓縮因子；天然氣川氣東送管道分公司公式2：工況流量公式3：標況流量Qf37天然氣川氣東送管道分公司超聲波流量計特點：具有測量范圍寬，準確度高、測量管徑大、重復性好、能雙向計量、適用于脈動流計量、無壓力損失、安裝使用費用低、聲速、溫度、氣體運行狀況的測量是相對獨立的等優點。1.2技術標準1.2.1測量精度基本誤差：±0.2～±

1.0﹪天然氣川氣東送管道分公司超聲波流量計特點：38天然氣川氣東送管道分公司1.2.2測量范圍：0.9～30m/s最小流速可擴展至0.3m/s1.2.3管徑范圍：100mm～900mm(4”-36”)1.2.4通訊方式：MarkIII流量計提供了兩個標準的和一個可選擇的RS232/RS485串行通訊端口和一個可選擇的以太網端口1.2.5工作壓力：0.6～42MPa1.2.6環境溫度：-20～100°C1.2.7電源電壓：10.4～36VDC天然氣川氣東送管道分公司1.2.2測量范圍：0.9～3039天然氣川氣東送管道分公司1.3安裝要求1.3.1安裝方式流量計應該水平安裝，安裝時要保證流體流動方向與流量計標志的流體正方向一致。1.3.2安裝中應保證流量計測量管軸線與管道軸線一致。流量計與管道連接的部分沒有滲漏，連接處的密封墊不能凸出到管道內。1.3.3在流量計上下游直管段范圍內，管道內部應清潔，無明顯凹痕，銹蝕，結垢和起皮現象。該直管段除取壓孔，溫度插孔外應物其他障礙和連接支路。天然氣川氣東送管道分公司1.3安裝要求40天然氣川氣東送管道分公司1.3.4流量計的安裝應盡量避開有強烈機械振動影響的位置。特別是要避開流量計信號處理單元、超聲換能器、流量測量管等部件發生共振的環境。1.3.5流量計安裝時應盡量避開噪聲源，有必要的話應該采取措施消除環境聲學噪聲的干擾。1.4使用與維護1.4.1投用前檢查，主要包括接線、開機、預熱及參數設置是否正確。天然氣川氣東送管道分公司1.3.4流量計的安裝應盡量避開有強41天然氣川氣東送管道分公司1.4.2現場診斷軟件CUICUI軟件是為DANIEL超聲波流量計設計的高級實時監控和診斷工具.CustomerUltrasonicInterface(CUI)超聲波流量計客戶界面軟件是基于Windows?的超聲波流量計診斷和監控軟件包。現在用戶使用的版本一般為CUI3.1和CUI4.2兩種版本，這兩種版本的連接方式和功能基本一致。天然氣川氣東送管道分公司1.4.2現場診斷軟件CUI42天然氣川氣東送管道分公司1.4.3記錄—維護記錄和報告主要用于導出超聲波流量計當前各個參數的計算值及曲線，如各個聲道的氣體速度、聲速，以及各個用于診斷超聲波工作狀態的參數，如增益、信噪比、剖面系數等。

進入CUI主界面后，從菜單上選擇Logs/Report（記錄/報告）﹥MaintenancelogsandReport（維護記錄和報告），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司1.4.3記錄—維護記錄和報告43天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司44天然氣川氣東送管道分公司注：首先設置選項，收集數據時間間隔、更改CUI建議的文件名以便日后查看方便。其次，點擊Start(開始)按鈕下載日志，大概持續事件2分鐘。會以Excel格式的文件保存下來。1.4.4使用AGA8聲速計算器計算理論聲速通過與獨立計算的SOS比較，可以為評估測量系統（流量計，壓變，溫變，色譜儀）的總體性能提供一個基礎。主要是可以比較聲速的誤差。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Tools（工具）﹥GasSOSCalculator（氣體SOS計算器），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司注：首先設置選項，收集數據時間間隔、45天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司46天然氣川氣東送管道分公司注：首先，將氣體組份輸入到氣體組份輸入表中。以百分比形式輸入數值，點擊Normalize(歸一化)將調整百分比。這樣總得氣體成分就等于100%。其次，輸入氣體的壓力和溫度值。壓力輸入值可以是絕對值也可以是計量值，選擇所需的壓力類型。如果選擇壓力類型為計量值，則輸入大氣壓力。最后，氣體組份，壓力，溫度輸入好后，點擊Calculate(計算)，以計算出壓縮因子（Zf）、密度和聲速（SOS）。讀取流量計平均聲速和計算聲速比較，算出誤差。天然氣川氣東送管道分公司注：首先，將氣體組份輸入到氣體組份輸47天然氣川氣東送管道分公司1.4.5瀏覽信號波形和收集信號波形文件當流量計的信噪比惡化時，其表現為噪聲影響了流量計區別傳感器信號與來自其他超聲波噪聲的能力，其他超聲波噪聲可能來自控制閥或者其他噪聲誘導成分，通過使用波形觀測儀可以察看噪聲對信號的影響。當察看或者收集波形時，建議使用以太網通訊連接流量計，以太網連接可以在一秒內完成若干次更新。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Tools（工具）﹥WaveformViewer（波形觀測儀），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司1.4.5瀏覽信號波形和收集信號波形48天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司49天然氣川氣東送管道分公司注：如果要查看每個傳感器的信號波形，請在屏幕底部叫做流量計部分的下拉列表選擇AllChords（所有弦），點擊Read(讀取)。這樣將允許用戶通過選擇將在屏幕頂部的顯示部分顯示的所需弦來逐一的查看每個弦。除了可以查看信號波形外，還可以通過從Domainc方框處選擇Frequency（頻率）來查看流量計所有信號的頻率。讀取波形圖后，點擊屏幕下部中央部分的文件部分上的Save（保存）按鈕，就可以保存波形文件，以便日后查看。天然氣川氣東送管道分公司注：如果要查看每個傳感器的信號波形，50天然氣川氣東送管道分公司1.4.6超聲波流量計監測界面該界面為超聲波最常用的界面，主要用于觀察超聲波當前的運行狀態，通過該界面可以觀察到超聲波各個聲道的流速、聲速、增益、信噪比，并可以選取不同參數的圖形進行查看。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Meter（流量計）﹥Monitor（監視器），這樣將出現以下屏幕：其中，如PowerLoss報警為超聲波工作時有人為或某種原因停過電。天然氣川氣東送管道分公司1.4.6超聲波流量計監測界面51天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司52天然氣川氣東送管道分公司1.4.7超聲波流量計組態界面通過該界面可以讀取超聲波流量計的參數設置，并對其進行修改，在修改完后再將新的組態下載到超聲波流量計中。在一臺超聲波流量計剛投運時應通過該界面保存一份超聲波流量計的組態文件，以便日后如出現異常情況對其恢復出廠設置。進入CUI主界面后，從菜單上選擇Tools（工具）﹥Edit/CompareConfiguration

（編輯/比較組態），這樣將出現以下屏幕：天然氣川氣東送管道分公司1.4.7超聲波流量計組態界面53天然氣川氣東送管道分公司天然氣川氣東送管道分公司54天然氣川氣東送管道分公司附：

名詞解釋天然氣川氣東送管道分公司附：55天然氣川氣東送管道分公司SOS聲速（SpeedofSound）當某個聲道的聲速與平均聲速的差值超過0.35%時，該聲道的條塊顯示為黃色；當某個聲道的聲速與平均聲速的差值超過超聲波流量計組態參數CRange（百分數）時，該聲道的條塊顯示為紅色。四個聲道的聲速應該基本上都是相等的，如果出現某個聲道聲速偏差較大則該對探頭可能存在問題。1、解釋SOS的含義？天然氣川氣東送管道分公司SOS聲速（SpeedofSou56天然氣川氣東送管道分公司平均增益（AverageGain）增益指為了使接受信號達到需要的振幅強度，需要對其增強多少。如果信號的強度衰減，則其增益增加。不同的流體條件對流量計的增益有很大的影響；相同流態下，大口徑的流量計由于其聲道較長，故其增益會比小口徑的要大。2、解釋AverageGain的含義？天然氣川氣東送管道分公司平均增益（AverageGain）57天然氣川氣東送管道分公司

流量計會自動調整增益值，以