现代测量新要求下超声波流量计的前景

1．现代测量的新要求

在现代装置中, 由于其测量介质的多样性及介质本身或者是工艺过程的要求, 对测量往往有更高的要求, 主要体现在:

(1)宽量程比:在石化、化工中, 由于工艺情况的特殊性, 对某些测量点(如火炬气)要求测量仪表具有很宽的量程比。

(2)高参数流:在某些工艺状况下, 被测介质可为高参数流(超大管径、高温低温、高压、高粘, 或是同时具有多个高参数)。对于高参数流的测量, 往往被视为传统测量方法的“禁区”。

(3)低泄漏/无泄漏:不少工业装置中, 部分介质(气液态)由于其特殊的物理化学性质, 要求在生产的过程中做到没有泄漏或尽量减少泄露漏。

(4)低维护量:为确保装置的连续投产, 还要求仪表无需维护或极少需要维护, 一旦发生故障, 还可在线进行维护而不影响工艺生产。

2．超声波流量计的技术特性和特点

超声波流量计的计量原理简单概括就是:向顺、逆水流两个方向发射超声波, 并分别测出顺、逆流在水中传播的时间差, 进而以传播时间差值来测定水流的流速、流量。常用的超声波流量计按其工作原理分类大致可分为时差法和多普勒法, 其中前者占据了大多数的超声波流量计应用。

超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度、电导率等参数的影响,又可制成非接触及便携式测量仪表, 故可解决难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。另外, 一台超声波流量仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量, 其适应能力也是很强的。不产生压损, 全线性测量范围以及低维护的特点。当超声波流量计在气体应用时, 由于存在诸多技术难点, 使得大多数超声波流量计生产厂家无法涉足气体应用。但也有少数厂家凭借其出色的研发能力与独特的处理技术在气体应用领域独领风骚。

3．应用实例

中国石化股份有限公司齐鲁分公司，是全国特大型石油化工基地之一,其下属某二级单位新鲜水管道中经常双向流，用水量波动大，流量上限与下限比常超过20：1，全厂消防水漏损大。以往主要采用孔板与电磁计量。由于计量设施不完善以及历史遗留问题，每月最大计量差量有时达到50%。

经迪纳声的技术人员现场考证后，发现导致这种情况发生的原因有以下几点

1.由于该公司的管道口径为DN700，过大的管径导致孔板式流量计无法正式测量；

2.又需要测量双向流量，孔板式流量计以往有10%的流量无法测量；

3.环状消防水供水管网漏损较大，保压泵常开。两条DN360补水管线水流速极低，电磁流量计无法测量。

这时，超声波流量计的在大口径测量和低流速测量的优点就明显可以体现出来，该公司在使用迪纳声科技有限公司的流量计后，计量误差由21%降至3%以下，取得了良好的测量结果。

4．超声波流量计存在的问题及展望

尽管超声波流量计准确度等级不及电磁流量计, 但由于其具备其他流量计无法比拟的优点, 使用量正在逐年增加。当然, 超声波流量计还有许多问题尚待进一步探讨, 如超声波流量计的交叉干扰、水管积垢及所测管径圆度对测量准确度的影响。另外, 现国内生产的超声波流量计出厂并没有经过容积法的校准, 进口流量计也无校验报告。有的厂家采用标准信号发生器校准超声波流量计的二次仪表, 但从根本上说, 这并不能代替容积法校准。可以预见, 随着对超声波流量计特点的了解, 它将逐步作为流量计测量的主要仪表。届时将要求制定完善的规程, 为生产、使用提供必要的规范。