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1. 噪聲

管路系統(tǒng)中由于閥門、整流器以及各類阻流管件等的存在總會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，但是，現(xiàn)場不斷變化的工況條件(如流量、壓力和溫度)以及各種不同類型的“噪聲發(fā)生器”(流動(dòng)調(diào)整器、壓力調(diào)節(jié)閥等)都使得對(duì)噪聲大小的確定較為困難。

總的來說，噪聲的產(chǎn)生源主要有：①流過管道的高速氣流；②突入的探頭；③整流器；④壓力或流量調(diào)節(jié)閥等。根據(jù)超聲波流量計(jì)的工作原理可以知道，如果噪聲的頻率與超聲波流量計(jì)的工作頻率范圍一致，就會(huì)干擾到超聲波脈沖的探測、影響到對(duì)傳輸時(shí)間的準(zhǔn)確測量，最終導(dǎo)致體積流量的測量不準(zhǔn)。

超聲波流量計(jì)對(duì)降壓元件產(chǎn)生的噪聲尤其敏感，甚至有些低噪聲閥門比調(diào)壓閥對(duì)超聲波流量計(jì)產(chǎn)生的影響還要大，這是因?yàn)椴捎昧说驮肼暭夹g(shù)的閥門主要是針對(duì)人耳可聽見的噪聲范圍進(jìn)行降噪，而這個(gè)范圍與影響超聲波信噪比的聲譜范圍不完全一致。

國外氣體流量實(shí)驗(yàn)室(Gasunie Research ,荷蘭)開展的不同類型的“噪聲發(fā)器”(如整流器、調(diào)壓閥等)對(duì)超聲波流量計(jì)性能影響的定量測量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，噪聲(如整流器產(chǎn)生的噪聲)對(duì)某些類型的氣體超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性的影響非常大，其帶來的計(jì)量誤差可高達(dá)2 %，而且一般來說, 安裝在超聲波流量計(jì)上游的噪聲元件產(chǎn)生的影響比安裝在下游大。在2004 年AGA No.9 的修訂版中也特別提出了調(diào)壓閥安裝位置太近以及壓差過大產(chǎn)生的噪聲對(duì)超聲波計(jì)量性能的影響及有關(guān)注意事項(xiàng)。

2. 臟污堆積

含水、硫化鐵粉末或其他臟污的天然氣流過超聲波流量計(jì)時(shí)，臟污逐漸堆積在流量計(jì)表體管道內(nèi)以及超聲波探頭上，可能會(huì)影響超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確度，其影響主要有以下3 個(gè)方面：

①減小了流量計(jì)表體的有效內(nèi)徑，流量計(jì)讀數(shù)偏高。

②臟污在超聲波探頭表面堆積縮短了傳輸時(shí)間，流量計(jì)讀數(shù)偏高；但如果流量計(jì)內(nèi)壁有較明顯的腐蝕，經(jīng)過清洗后，流量計(jì)的內(nèi)徑就會(huì)增大。由于流量與內(nèi)徑的平方呈正比。因此，流量計(jì)測量出的流量將小于實(shí)際流經(jīng)流量計(jì)的流量，造成流量計(jì)的讀數(shù)偏低。

③表體內(nèi)壁及上游直管段的表面粗糙度變化引起流速分布的變化，從而影響流量計(jì)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。不同廠家的超聲波流量計(jì)的聲道布置差異導(dǎo)致對(duì)臟污物堆積影響的敏感程度各不相同。有實(shí)驗(yàn)表明，臟污堆積對(duì)口徑小的超聲波流量計(jì)較口徑大的超聲波流量計(jì)的影響更大。

3. 溫度、壓力測量的準(zhǔn)確度

超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)一般由流量計(jì)、壓力變送器、溫度變送器(或溫度鉑電阻)、流量計(jì)算機(jī)及在線組分分析儀組成，通過輸入組分及壓力、溫度，流量計(jì)算機(jī)可直接將流量計(jì)的工況流量轉(zhuǎn)換為用于貿(mào)易計(jì)量交接的標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積量。壓力和溫度的測量直接影響計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。

在超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)中，現(xiàn)場使用的溫度和壓力測量儀表均經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室檢定合格，但仍然會(huì)出現(xiàn)流量計(jì)算機(jī)的溫度或壓力示值不準(zhǔn)確的情況。在對(duì)超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)的天然氣實(shí)流檢定過程中，發(fā)現(xiàn)由于壓力或溫度測量的不準(zhǔn)確給標(biāo)準(zhǔn)參比條件下體積量帶來的誤差可高達(dá)±0. 5 %。

同時(shí)，國外一些流體實(shí)驗(yàn)室的研究表明, 雖然壓力變送器可在其銘牌標(biāo)明的工作溫度范圍內(nèi)正常工作，但在室外環(huán)境溫度較高的情況下(即壓力變送器曝曬于陽光下，此時(shí)變送器的工作溫度與實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)溫度差異較大)，其壓力測量值與進(jìn)行了防曬保護(hù)的壓力變送器測量值的差值可高達(dá)18～20 kPa 。因此，為確保超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，必須要保證壓力和溫度測量儀表的準(zhǔn)確、可靠。

減小現(xiàn)場因素影響的措施：

1. 降低噪聲的影響

①為盡量降低噪聲對(duì)超聲波流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度和可靠性的影響，在計(jì)量管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)管路系統(tǒng)中的各阻流件所產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行綜合評(píng)估，較為特殊的管路系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)可向流量計(jì)生產(chǎn)廠家咨詢。

②在超聲波流量計(jì)與調(diào)節(jié)閥(如調(diào)壓閥)串聯(lián)安裝時(shí)，應(yīng)咨詢生產(chǎn)廠家，對(duì)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行評(píng)估，并了解流量計(jì)對(duì)噪聲的敏感程度。一般而言，如果調(diào)節(jié)閥安裝在超聲波流量計(jì)上游時(shí)，為降低調(diào)節(jié)閥對(duì)流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度及可靠性的影響，通常需要較長的上游直管段，非常不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，如果調(diào)節(jié)閥的噪聲水平較高，常常會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)不能正常工作。因此，超聲波流量計(jì)不宜安裝在調(diào)節(jié)閥下游。

③一些流量控制閥和調(diào)壓閥在大壓差、高流速的情況下會(huì)產(chǎn)生達(dá)到超聲波頻率范圍的噪聲，某些靜音調(diào)壓閥的工作頻率也達(dá)到了超聲波頻率范圍，這些都可能會(huì)使流量計(jì)不能正常工作。由于這種噪聲可向上游傳播，也可向下游傳播。因此，即使調(diào)節(jié)閥安裝在流量計(jì)下游時(shí)，也需要考慮噪聲對(duì)流量計(jì)計(jì)量性能的影響。這種情況下，可采取干擾噪聲的傳播通道的方式達(dá)到降噪的目的，即：可在流量計(jì)與調(diào)節(jié)閥之間安裝彎頭、三通，或者安裝消聲器。

2. 減少內(nèi)壁臟污堆積

①加強(qiáng)對(duì)天然氣氣質(zhì)的監(jiān)測，確定合理的直管段和流量計(jì)的清洗周期。在對(duì)超聲波流量計(jì)內(nèi)壁進(jìn)行清洗后，如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁腐蝕較明顯, 宜對(duì)其重新進(jìn)行校準(zhǔn)。因?yàn)槿绻髁坑?jì)內(nèi)壁有較明顯的腐蝕，那么經(jīng)過清洗后，流量計(jì)的內(nèi)徑就會(huì)增大。而且，由于流量與內(nèi)徑的平方呈正比，因而流量計(jì)測量出的流量將小于實(shí)際流經(jīng)流量計(jì)的流量，造成流量計(jì)的測量誤差偏負(fù)。因此，建議對(duì)其重新進(jìn)行校準(zhǔn)。

②目前，各超聲波流量計(jì)生產(chǎn)廠家均開發(fā)有對(duì)超聲波流量計(jì)現(xiàn)場計(jì)量性能進(jìn)行監(jiān)測的專用軟件。在實(shí)際使用中可充分利用這些軟件，了解超聲波流量計(jì)的工作情況，并根據(jù)相關(guān)參數(shù)判斷流量計(jì)是否工作正常以及可能出現(xiàn)的問題等。例如：如果超聲波流量計(jì)內(nèi)壁的臟物堆積嚴(yán)重, 那么聲道的接收率、增益等參數(shù)就可能會(huì)超過生產(chǎn)廠家給定的合理范圍。這時(shí)，就可根據(jù)對(duì)氣質(zhì)的監(jiān)測情況進(jìn)行綜合分析，最后判斷原因。

③氣質(zhì)條件較差時(shí)，針對(duì)多臺(tái)超聲波流量計(jì)并聯(lián)計(jì)量的管路系統(tǒng)，可選擇少量的較大口徑的超聲波流量計(jì)來減小整體測量不確定度。

3. 保證壓力、溫度測量的準(zhǔn)確性

①選擇合適的測量范圍，避免儀表的實(shí)際工作范圍處于量程的10 %以下，從而造成測量誤差處在儀表的擴(kuò)展誤差限內(nèi)。

②計(jì)量系統(tǒng)投運(yùn)前，應(yīng)對(duì)壓力和溫度測量值進(jìn)行現(xiàn)場核查。如使用手操器核查流量計(jì)算機(jī)內(nèi)的壓力變送器和溫度變送器示值誤差是否符合精度等級(jí)要求。某些使用溫度鉑電阻作為溫度測量儀表的計(jì)量系統(tǒng)，其流量計(jì)算機(jī)有溫度校準(zhǔn)功能，可使用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱輸入標(biāo)準(zhǔn)電阻，對(duì)溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。

③對(duì)于室外工作的變送器宜設(shè)置遮陽棚，以免環(huán)境溫度接近其設(shè)計(jì)工作溫度的上限，造成較大的測量誤差。