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    何如避免噪聲對超聲波流量計測量準確性的不利影響

    發表時間:2015-01-07   點擊次數:441 技術支撑:1560-1403-222


    超聲波流量計
    在當今的工業生產中用途廣,涉及的工業應用類型越來越豐富,我們注意到是氣體超聲波流量計在天然氣管道計量中得到了廣泛的應用,因為超聲波的測量意思是运用了超聲波的傳導的特性工作的,換言之,超聲波流量計實際是在用聲波進行工作,由于在輸氣生產過程中會產生不必要的的超聲噪聲,這直接影響超聲波流量計的運行,為超聲波流量計的準確測量帶來不利的影響。

    天然氣流量計量作為天然氣管道工業中重要的一部分,其測量數據的準確與否直接影響生產企業的經濟收益和用戶利益。近幾年,許多用戶開始使用多聲道超聲波流量計作為天然氣計量儀表,利用傳播時間差法真理來測量天然氣流量,這已經得到天然氣工業界越來越廣泛的認可,未來的超聲波流量計的運用會廣泛。
    傳播時間差法超聲波流量計的工作原理是利用超聲波換能器相向交替收發超聲波脈沖,通過檢測并計算該脈沖在介質中順流和逆流的傳播時間差來間接測量流體的流速,通過流速來計算流量的一種間接測量主意。

    因此,為了獲得傳播時間,要求流量計的接收換能器能夠正確檢測發射換能器發出的超聲波脈沖,但是倘使介質中存在超聲噪聲,那么將使得換能器檢測單元無法檢測并分辨出的工作脈沖信號,導致流量計發生讀數錯誤或停止計量。管道輸氣生產中,產生超聲噪聲的噪聲源主要有調節閥、節流閥、減壓閥、泵等設備。

    我國國家標準「用氣體超聲流量計測量天然氣流量」中指出“來自于被測介質內部的噪聲能够會對流量計的準確測量帶來不利影響,在設計及安裝過程中應讓流量計盡可能遠離噪聲源或采取措施袪除噪聲干擾。”然而,上述問題在某些天然氣計量工程中并沒有得到應有的重視,導致超聲波流量計投產后出現影響計量準確性,計量停止的故障。
    關于如何降低以致消除噪聲對于超聲波流量計的的影響,具體有如下步骤可以實現:

    1調節閥噪聲及降噪措施

    A、調節閥噪聲在天然氣管道輸氣生產過程中,調節閥是常用到的調壓設備。當調節閥進行調壓時,會產生寬頻率范圍的噪聲,包孕超聲頻率范圍的超聲噪聲。該噪聲從本質上具備聲波的物理性質,它的巨细與閥的類型、氣體流速及調壓壓差等身分有關,噪聲產生之后會向調節閥上游和下游同時傳播。但是由于調節閥的壓差功用,氣體在節流口被緊緊的向下游壓縮,使得主要的噪聲能量以沖擊波的形势傳播到了下游,較少的噪聲能量向上游傳播。

    對于超聲波流量計,其換能器超聲脈沖有特定的工作頻率,用于天然氣計量的超聲波流量計其脈沖頻率均在120kHz以上。換能器對其工作頻率的脈沖信號進行響應,若調節閥調壓產生的噪聲頻率達到換能器工作頻率,并通過氣流介質傳播到達超聲波流量計時,將使得換能器無法檢測并分辨出工作脈沖信號,導致計量故障。

    B、降噪步伐在帶調節閥的工況場合設計运用超聲波流量計要充分考慮降噪程序。1)因为傳播到調節閥上游的噪聲能量遠小于向下游傳播的噪聲能量,所以應*先考慮將調節閥安裝在超聲波流量計下游,并確保有盡可以大的安裝距離。

    通過在 超聲波流量計 和調節閥之間安裝數量的管件可以達到差异水平衰減超聲噪聲的目的〔1〕,区别管件的降噪本事見表1。表!差异管件的降噪才能管件名稱降噪本领100m直管段590度彎頭5!6T形管一十兩平面彎頭14管束二十多孔板消音器24管束式消音器三十三如表1所示,在超聲波流量計和調節閥之間安裝100m的直管段、九十度彎頭的降噪才干相等,但在應用中安裝100m直管段是根本不切實際的做法。普遍而有效的辦法是在超聲波流量計與調節閥之間运用T形管或兩平面彎頭來衰減調節閥噪聲。在實際的設計中,拔取T形管的數量,取決于许多身分,當調節閥調壓壓差2.067Mpa時應考慮运用兩個或兩個以上的T形管〔3〕。此外,若輸氣工藝中有過濾器、熱交換器這樣的設備時,考慮它們安裝在流量計與調節閥之間,會獲得比运用彎頭、T形管更好的降噪效用。3)运用電子技術的权谋來應對調節閥噪聲。如在時通過利用高頻率的換能器,或利用數字信號處理來加強對超聲工作脈沖的識別、檢測及減少外部噪聲的影響等。选取以上主意能夠起到区别程度的衰減噪聲的作用。在實際設計中,根據具體情況應考慮多種程序联合运用。調節閥安裝在流量計下游,并运用一個或多個T形管,以及盡可能加大安裝距離是**的降噪辦法。

    總而言之,我們在實踐過程中要充分重視帶噪聲源情況下超聲波流量計的設計和安裝,亲密關注以下幾個方面的問題,可能有效的避免超聲噪聲影響流量計工作的情況發生:1)超聲波流量計安裝在調節閥上游,并保證二者之間有足夠的距離;2)在超聲波流量計、調節閥之間安裝T形管等管件來達到衰減噪聲的目的;3)了解超聲波流量計的工作頻率及調節閥產生噪聲的頻率范圍,考慮选拔高發射頻率的超聲波流量計,以改善信噪比;4)在超聲波流量計設計或改造階段,加強設計單位工藝與儀表**的溝通,以及提前向制造商進行咨詢獲得技術撑持是非常重要的;5)通過實驗、運行及借鑒國內經驗,應完满細化我國天然氣管道行業關于超聲波流量計設計及安裝的有關規范。原文引自作者:孫金明等。

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