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| 便攜超聲氣體流量計在現(xiàn)場比中應注意的問題 |
| 便攜超聲氣體流量計在現(xiàn)場比中應注意的問題 | | 發(fā)布時間：2017/4/19 11:17:27 |
天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)的能源和化工原料，其計量的準確與否受到人們普遍的重視。而作為其計量器具的氣體流量計一旦在管線上安裝使用后，由于輸氣的連續(xù)性要求，使其后期送檢實驗室的周期檢定變得困難，因而利用便攜夾裝式氣體超聲流量計對氣體流量計進行在線的現(xiàn)場檢定、使用中檢驗和中間核查變得很有必要。筆者在工作實踐中總結了一部分便攜夾裝式氣體超聲流量計在現(xiàn)場比中應該注意的問題和可能遇到的故障。
1 現(xiàn)場比工作中應注意的一些問題
1.1 儀表頻率與探頭頻率的選擇
在實際測量中應根據(jù)具體的測量管道選擇相應的測量頻率，儀表的工作頻率與探頭匹配使用。一般儀表的測量頻率在200KHZ到1MHZ頻率，其測量范圍約從4''到24''，探頭的頻率一般有三種：200KHZ、500KHZ、1MHZ，其基本規(guī)律是頻率越低測量管徑越大。因此在實際的測量中我們應根據(jù)管道選擇正確的探頭，使之相匹配。
1.2 測量管道選擇點應注意的問題
首先是測量直管長度的選擇，理想測量點應為上游20D下游10D的直管長度，其間不能有彎管、閥門、變徑、插入式熱電耦等擾流元件。其次是探頭安裝點表面處理，在兩個探頭安裝點表面應保證管外表光潔無油漆及銹跡。如果表面生銹或油有漆層，應打磨光潔。按照儀表推薦的探頭安裝間距，在實測點標示出兩個探頭安裝點，對安裝點進行打磨處理。
1.3 測量安裝準備工作應注意的問題
在進行測量之前應先取得測量點的管外徑及壁厚、溫度與壓力等參數(shù)，以供測量時參考。測量實測點的管外徑、壁厚，將探頭型號、管徑壁厚、氣體種類等參數(shù)輸入儀表，并參照測量點外部空間及上面最低壓力表格中的推薦聲程數(shù)，將聲程數(shù)（Travers）輸入儀表（外夾式氣體測量在實際的測量中，除50mm以下管徑有選擇3聲程或5聲程外，其它多數(shù)情況下一般選擇1聲程），然后在儀表中得到探頭的安裝間距（Spacing）。此處的工作相當重要，上述參數(shù)必須在實測中取得。
1.4 安裝時應注意的問題
（1）降噪材料的鋪設
降噪材料的安裝對夾裝式氣體測量相當關鍵，可能直接影響測量成功與否，所以要認真對待。將管外壁擦拭干凈，將降噪材料內(nèi)層保護紙揭掉，貼在管外壁中，壓緊粘貼，避免出現(xiàn)氣泡。上下游兩個探頭安裝完成后請注意檢查探頭安裝間距是否與儀表中的Spacing一致。若不一致，且相差不大，請將實際間距輸入儀表中取代推薦間距。否則要重裝探頭，筆者發(fā)現(xiàn)在實際測量中該問題常被大家忽略。
（2）信號放大器的使用
安裝信號放大器，一般進行氣體測量時在探頭與連接電纜之間應安裝信號放大器，如果氣體壓力遠超過最低測量壓力要求，可考慮不安裝放大器�？砂惭b好后看信號強度大小（信號強度分上游信號強度SSUp與下游信號強度SSDn，通常兩者相等，范圍一般在50~70間）作參考。若安裝好后儀表報故障：SignalStrengthtoohigh，則可取下放大器再試。便攜夾裝式氣體超聲流量計在完成上述安裝后，
1.5 測量點的最低壓力要求
測量成功的最重要條件即是測量點氣體壓力滿足最低測量壓力要求。不同的管徑、壁厚、不同氣體種類有不同的最低壓力要求�；疽�(guī)律是是管徑越大、壁厚越厚、氣體分子量越小，要求的最低壓力越高。具體的最低壓力要求可以查看相關儀表說明書中測量壓力表（一般表中列出了空氣、天然氣、蒸汽三種氣體，其它氣體可依分子量大小進行參照與估計，比如N2可參照空氣）。
2 測量中可能出現(xiàn)的幾個故障
2.1 信號強度較低故障
信號強度是測量診斷參數(shù)中的最重要一項，如果此項參數(shù)不正常，通常儀表會報故障，測量失敗。一般情況下，信號強度越大，測量值越穩(wěn)定可信，越能長時間可靠的運行。安裝時應盡量調(diào)整探頭的位置和檢查耦合劑是否充分，確保得到最大的信號強度。
系統(tǒng)能正常工作的條件是兩個方向上的信號強度大于60.0。當信號強度太低時，這時應檢查測量點選擇（壓力、直管長度）、管道表面處理、探頭的安裝、耦合劑、探頭間距，儀表設置。
2.2 聲速故障
聲速SNDSP（soundspeed）是診斷參數(shù)中的另一個常用參數(shù)，指儀表實際測得的超聲波信號在該種氣體中的傳播速度。當該值與儀表參數(shù)設置中該種氣體的理論聲速作比較，如果誤差超出一定范圍時（例如誤差超出±20%）時，就會出現(xiàn)聲速故障，這時應檢查探頭的安裝及探頭間距，儀表設置。（超聲波信號在常見氣體中的傳播速度范圍一般在300m/s至1000m/s）。
2.3 信號質(zhì)量故障
信號質(zhì)量是指收信號的好壞程度。信號質(zhì)量差的原因可能是干擾大，或者是探頭安裝不好，或者使用了質(zhì)量差、非專用的信號電纜。一般情形下應反復調(diào)整探頭，檢查耦合劑是否充分，直到信號質(zhì)量盡可能大時為止。
2.4 “時差”示數(shù)波動太大故障
“總傳輸時間、時差”能反應安裝是否合適，因為流量計內(nèi)部的測量運算是基于這兩個參數(shù)的，所以當“時差”示數(shù)波動太大時，所顯示的流量及流速也將跳變厲害，出現(xiàn)這種情況說明信號質(zhì)量太差，可能是管路條件差，探頭安裝不合適或者參數(shù)輸入有誤。
2.5 傳輸時間比故障
傳輸時間比用于確認探頭安裝間距是否正確。在安裝正確的情況下傳輸比應為100±3。當傳輸比超出100±3的范圍時，應檢查參數(shù)（管外徑、壁厚、管材、襯里等）輸入是否正確、探頭的安裝距離是否與儀表中所顯示的數(shù)據(jù)一致、探頭是否安裝在管道軸線的同一直線上、是否存在太厚的結垢、安裝點的管道是否橢圓變形等。
3 結束語
由于氣體流量計在其使用現(xiàn)場的復雜性，往往不能體現(xiàn)其在實驗室環(huán)境下的性能，故而用便攜夾裝式氣體超聲流量計對氣體流量計進行在線的現(xiàn)場比對時應認真的對待各種參數(shù)設置工作和準備工作，充分分析和評估由現(xiàn)場復雜條件給測量結果帶來的不確定性，從而保證檢測結果的準確可靠。 |
天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)的能源和化工原料，其計量的準確與否受到人們普遍的重視。而作為其計量器具的氣體流量計一旦在管線上安裝使用后，由于輸氣的連續(xù)性要求，使其后期送檢實驗室的周期檢定變得困難，因而利用便攜夾裝式氣體超聲流量計對氣體流量計進行在線的現(xiàn)場檢定、使用中檢驗和中間核查變得很有必要。筆者在工作實踐中總結了一部分便攜夾裝式氣體超聲流量計在現(xiàn)場比中應該注意的問題和可能遇到的故障。
1 現(xiàn)場比工作中應注意的一些問題
1.1 儀表頻率與探頭頻率的選擇
在實際測量中應根據(jù)具體的測量管道選擇相應的測量頻率，儀表的工作頻率與探頭匹配使用。一般儀表的測量頻率在200KHZ到1MHZ頻率，其測量范圍約從4''到24''，探頭的頻率一般有三種：200KHZ、500KHZ、1MHZ，其基本規(guī)律是頻率越低測量管徑越大。因此在實際的測量中我們應根據(jù)管道選擇正確的探頭，使之相匹配。
1.2 測量管道選擇點應注意的問題
首先是測量直管長度的選擇，理想測量點應為上游20D下游10D的直管長度，其間不能有彎管、閥門、變徑、插入式熱電耦等擾流元件。其次是探頭安裝點表面處理，在兩個探頭安裝點表面應保證管外表光潔無油漆及銹跡。如果表面生銹或油有漆層，應打磨光潔。按照儀表推薦的探頭安裝間距，在實測點標示出兩個探頭安裝點，對安裝點進行打磨處理。
1.3 測量安裝準備工作應注意的問題
在進行測量之前應先取得測量點的管外徑及壁厚、溫度與壓力等參數(shù)，以供測量時參考。測量實測點的管外徑、壁厚，將探頭型號、管徑壁厚、氣體種類等參數(shù)輸入儀表，并參照測量點外部空間及上面最低壓力表格中的推薦聲程數(shù)，將聲程數(shù)（Travers）輸入儀表（外夾式氣體測量在實際的測量中，除50mm以下管徑有選擇3聲程或5聲程外，其它多數(shù)情況下一般選擇1聲程），然后在儀表中得到探頭的安裝間距（Spacing）。此處的工作相當重要，上述參數(shù)必須在實測中取得。
1.4 安裝時應注意的問題
（1）降噪材料的鋪設
降噪材料的安裝對夾裝式氣體測量相當關鍵，可能直接影響測量成功與否，所以要認真對待。將管外壁擦拭干凈，將降噪材料內(nèi)層保護紙揭掉，貼在管外壁中，壓緊粘貼，避免出現(xiàn)氣泡。上下游兩個探頭安裝完成后請注意檢查探頭安裝間距是否與儀表中的Spacing一致。若不一致，且相差不大，請將實際間距輸入儀表中取代推薦間距。否則要重裝探頭，筆者發(fā)現(xiàn)在實際測量中該問題常被大家忽略。
（2）信號放大器的使用
安裝信號放大器，一般進行氣體測量時在探頭與連接電纜之間應安裝信號放大器，如果氣體壓力遠超過最低測量壓力要求，可考慮不安裝放大器�？砂惭b好后看信號強度大�。ㄐ盘枏姸确稚嫌涡盘枏姸萐SUp與下游信號強度SSDn，通常兩者相等，范圍一般在50~70間）作參考。若安裝好后儀表報故障：SignalStrengthtoohigh，則可取下放大器再試。便攜夾裝式氣體超聲流量計在完成上述安裝后，
1.5 測量點的最低壓力要求
測量成功的最重要條件即是測量點氣體壓力滿足最低測量壓力要求。不同的管徑、壁厚、不同氣體種類有不同的最低壓力要求�；疽�(guī)律是是管徑越大、壁厚越厚、氣體分子量越小，要求的最低壓力越高。具體的最低壓力要求可以查看相關儀表說明書中測量壓力表（一般表中列出了空氣、天然氣、蒸汽三種氣體，其它氣體可依分子量大小進行參照與估計，比如N2可參照空氣）。
2 測量中可能出現(xiàn)的幾個故障
2.1 信號強度較低故障
信號強度是測量診斷參數(shù)中的最重要一項，如果此項參數(shù)不正常，通常儀表會報故障，測量失敗。一般情況下，信號強度越大，測量值越穩(wěn)定可信，越能長時間可靠的運行。安裝時應盡量調(diào)整探頭的位置和檢查耦合劑是否充分，確保得到最大的信號強度。
系統(tǒng)能正常工作的條件是兩個方向上的信號強度大于60.0。當信號強度太低時，這時應檢查測量點選擇（壓力、直管長度）、管道表面處理、探頭的安裝、耦合劑、探頭間距，儀表設置。
2.2 聲速故障
聲速SNDSP（soundspeed）是診斷參數(shù)中的另一個常用參數(shù)，指儀表實際測得的超聲波信號在該種氣體中的傳播速度。當該值與儀表參數(shù)設置中該種氣體的理論聲速作比較，如果誤差超出一定范圍時（例如誤差超出±20%）時，就會出現(xiàn)聲速故障，這時應檢查探頭的安裝及探頭間距，儀表設置。（超聲波信號在常見氣體中的傳播速度范圍一般在300m/s至1000m/s）。
2.3 信號質(zhì)量故障
信號質(zhì)量是指收信號的好壞程度。信號質(zhì)量差的原因可能是干擾大，或者是探頭安裝不好，或者使用了質(zhì)量差、非專用的信號電纜。一般情形下應反復調(diào)整探頭，檢查耦合劑是否充分，直到信號質(zhì)量盡可能大時為止。
2.4 “時差”示數(shù)波動太大故障
“總傳輸時間、時差”能反應安裝是否合適，因為流量計內(nèi)部的測量運算是基于這兩個參數(shù)的，所以當“時差”示數(shù)波動太大時，所顯示的流量及流速也將跳變厲害，出現(xiàn)這種情況說明信號質(zhì)量太差，可能是管路條件差，探頭安裝不合適或者參數(shù)輸入有誤。
2.5 傳輸時間比故障
傳輸時間比用于確認探頭安裝間距是否正確。在安裝正確的情況下傳輸比應為100±3。當傳輸比超出100±3的范圍時，應檢查參數(shù)（管外徑、壁厚、管材、襯里等）輸入是否正確、探頭的安裝距離是否與儀表中所顯示的數(shù)據(jù)一致、探頭是否安裝在管道軸線的同一直線上、是否存在太厚的結垢、安裝點的管道是否橢圓變形等。
3 結束語
由于氣體流量計在其使用現(xiàn)場的復雜性，往往不能體現(xiàn)其在實驗室環(huán)境下的性能，故而用便攜夾裝式氣體超聲流量計對氣體流量計進行在線的現(xiàn)場比對時應認真的對待各種參數(shù)設置工作和準備工作，充分分析和評估由現(xiàn)場復雜條件給測量結果帶來的不確定性，從而保證檢測結果的準確可靠。 |
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