超声波流量计在天然气计量中的应用

【摘要】通过对超声波流量计的结构、工作原理的分析，阐述了流量计的计量精度优势和使用特点，结合现场使用的对比和使用经验，得出结论，分析了使用前景。

【关键词】超声波流量计；推广；应用

随着石油工业的飞速发展以及国际贸易的不断增多，对天然气流量测量的准确性和可靠性要求越来越高，各类贸易交接场所迫切需要能够满足大流量、高压力下天然气精确计量要求的流量计，同时随着自动化水平的不断提高，天然气管输集中调度系统（SCADA）也需要能够满足站控计算要求的高精度流量计，同时能够稳定运行，减少日常维护工作量。在此情况下我国已经开始广泛采用气体超声流量计用于天然气的贸易或计量交接。目前山东天然气管网在重要的转输站就采用了多台美国产的DANIEL3400高级超声波流量计。通过与用户的涡街流量计以及涡轮流量计进行对比，反映准确度高，效果非常好。

由于超声波流量计是一种非接触型测量仪表，同时它的测量精度主要取决于超声波的时间和速度，因此它是继孔板流量计和涡轮流量计之后的一种较理想的精度流量计。具有无压损、量程范围较宽、双向测量有相同准确度、可以测量脉动流、智能化等其它流量计所不及的优点，在发达国家得到了广泛的推广应用。本文主要从超声波流量计的结构、工作原理和现场使用效果来探讨其计量性能。

1.DANIEL高级超声波流量计的特点和技术规范

1.1高精度：精确度优于±0.5%,重复性优于±0.2%。

1.2专用于贸易交接。

1.3多通道可检测流体的多个剖面。

1.4多通道提供了必要的冗余能力，独特的声道替补技术使流量计在某一声道故障的情况下，仍能基本正常工作。

1.5精确的设计和在加工制造过程中的质量控制。

1.6声速,温度,气体运行状况的测量是相对独立的。

1.7特别适用于高压气体,一般最低工作压力为4～5 bar。

1.8常见流量计的直径, 150mm - 600mm (6”-36”)。

1.9最高压力可达ANSI #2500(约42MPa)。

天然气超声波流量计操作规程.docx

天然气超声波流量计操作维护规程中国石油西部管道兰州输气分公司年月签字职务日期编制人：审核人：批准人：

目录 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 操作内容 (2) 5 风险提示 (5) 6 应急处置 (5) 7 附件 (5)

1 范围本标准规定了涩宁兰超声波流量计的现场操作方法。本标准适用于涩宁兰气体超声流量计。 2 规范性引用文件 2.1《中华人民共和国国家标准天然气计量系统技术要求》 GB/T 18603一2001 2.2《用气体超声波流量计测量天然气流量》 GB/T 18604-2001 3 术语和定义 3.1气体超声流量计ultrassonic gas flow meter 安装在流动气体的管道上，并用超声原理测量气体流量的流量计。以下简称流量计。 3.2超声换能器ultrassonic transducer 把声能转化成电信号和反过来把电信号转化成声能的元件。 3.3信号处理单元signal processing unit 是流量计的一部分，由电子元件和微处理器系统组成。 3.4零流量测试zero-flow measure 在无流动介质的情况下，检查流量计的读数是否为零或在流量计本身规定的允许范围内。 3.5分界流量transition gas flow rate 低于该流量要采用扩展误差限的流量值。 3.6实流校准系数flow calibration factor 将流量计进行实流校准测试，并将测试结果按照一定修正方法得出的流量计系数。 3.7最大瞬时压力maximum incidental pressures 在短时间内，计量系统能够承受安全装置极限内的最大工作压力。 3.8流量计算机flow computer 计算和指示标准参比条件下的流量等参数的装置。 3.9转换装置conversion device 由一台流量计算机和各个传感器组成的装置。用于以压力、温度和气体组成或以密度或以发热量为参数进行标准参比条件下体积流量和质量流量及能量流量的转换。 4运行操作内容 4.1超声波流量计运行前的准备 4.1.1流量计的安装应符合设计和说明书的要求;天然气的流量、压力、温度范围符合流量计铭牌的规定； 4.1.2流量计、温度变送器、压力变送器具有有效的检定/校准证书; 4.1.3流量计前后阀门，调压阀、放空阀应关严； 4.1.4流量计法兰连接处应无泄漏，各个探头应牢固连接，探头连接信号线路应无松脱；4.1.5流量计信号处理单元(SPU)单元供电应正常； 4.1.6流量计配套的温度变送器、压力变送器供电应正常，压力变送器阀门应全开； 4.1.7流量计算机工作应正常； 4.1.8在线分析仪上传数据应正常。 4.2超声波流量计运行操作与监护 4.2.1缓慢打开流量计入口阀(或管路平衡阀)，为超声波流量计管路充压，观察流量计、附属设备及连接管线有无渗漏； 4.2.2压力平衡后，缓慢打开流量计出口阀门，观察流量计显示单元，判断流量计是否正常运行，如无异常，调节流量计下游流量调节阀，使流量计在所需的流量范围内运行；

天然气流量计算公式

（1）差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为：式中， qf 为工况下的体积流量， m3/s ； c 为流出系数，无量钢； β =d/D ，无量钢； d 为工况下孔板内径， mm ； D 为工况下上游管道内径， mm ； ε 为可膨胀系数，无量钢；

p 为孔板前后的差压值， Pa ； ρ 1 为工况下流体的密度， kg/m3 。对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为：式中， qn 为标准状态下天然气体积流量， m3/s ； As 为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式 As=3.1794×10 -6 ； c 为流出系数； E 为渐近速度系数； d 为工况下孔板内径，

； FG 为相对密度系数， ε 为可膨胀系数； FZ 为超压缩因子； FT 为流动湿度系数； p1 为孔板上游侧取压孔气流绝对静压， MPa ； Δ p 为气流流经孔板时产生的差压， Pa 。差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。（ 2

天然气的流量计量相关标准

天然气的流量计量（二） ——天然气计量国际标准及其它规范简介孙淮清在天然气计量的相关标准中，流量计量标准是主要的，另外它还应包括天然气密度，组成，发热量，压缩因子等相关参数的测量和计算标准。此外，还有仪器仪表，设计及安全等标准。天然气计量涉及到设计、建设、投产、操作、维修、检验、检定以及安全环保等各个方面，因此其相关标准是很广泛的。 1．国际标准化组织（ISO）等天然气计量相关标准的情况 1）流量方面制订天然气流量计量标准的ISO技术委员会为TC30<封闭管道流体流量测量技术委员会>和TC28<石油和润滑油技术委员会>，国际法制计量组织（OIML）为TC8<流体量的测量技术委员会>，他们制订的有关标准和国际建议有： ISO 5167：2000 用差压装置测量流体流量，共分四部分，包括总则、孔板、喷嘴和文丘里喷嘴、文丘里管等。 ISO 9300：1990 采用临界流文丘里喷嘴的气体流量测量 ISO 9951：1993 封闭管道中气体流量测量-涡轮流量计 ISO 10790：1994 封闭管道中流体流量测量-科里奥利质量流量计 ISO/TR 12765：1998 封闭管道中流体流量测量-传播时间法超声流量计 ISO/TR 5168：1998 流体流量测量-不确定度的估计 ISO/TR 7066-1：1997 流量测量装置校准和使用方面不确定度的估计-第一部分：线性校准关系 ISO 7066-2：1988 流量测量装置校准和使用方面的不确定度的估计-第二部分：非线性校准关系 R6：1989 气体体积流量计一般规范 R31：1995 膜式气体流量计 R32：1989 旋转活塞式气体流量计和涡轮气体流量计 2）天然气方面制订天然气的ISO技术委员会为TC193<天然气技术委员会>，

超声波流量计计量不精确的四大原因

超声波流量计计量不精确的四大原因超声波流量计计量不精确的原因主要有以下几个方面： 1、上下游直管段对超声波流量计测量准确度的影响。标定系数K是雷诺数的函数，流体从层流过度到紊流，流速分布不均匀，标定系数K将产生较大的变化，引起测量准确度下降。根据使用要求，超声波流量计换能器应安装在上游直管段为10D，下游直管段为5D的位置，对于上游存在泵、阀等设备时直管段的长度，要求“距离紊流、震动、热源、噪音源和射线源越远越好”。如果超声波流量计换能器安装位置的上游有泵、阀等设备，要求直管段为30D以上。因此，直管段长度是保证测量准确度的主要因素。 2、管道参数设备对超声波流量计测量准确度的影响。管道参数设置准确与否，与测量准确度关系密切。如果管道材质及尺寸的设置与实际不相符，将使理论管道流通截面积与实际流通截面积产生误差，导致最终结果不准确。另外，超声波流量计换能器之间的发射间距是根据流体(声速、动力粘度)、管道(材质和尺寸)、换能器的安装方式等各种参数综合运算的结果，换能器的安装距离产生偏差，也会引起大的测量误差。其中管道内经的设置和安装距离对测量准确度影响比较突出。据有关资料显示，若管道内经误差±1%，则引起约±3%的流量误差;若安装距离误差±1mm将产生±1%以内的流量误差。可见，只有正确的设置管道参数，超声波流量计才能安装准确，减少管道参数对测量准确度的影响。 3、超声波流量计换能器安装位置对测量准确度的影响。换能器的安装有反射式和直射式两种方式。如利用直射式安装声速行程短，可增强信号强度。 4、耦合剂对测量准确度的影响。为保证和管道充分接触，安装换能器时需要往管道表面均匀的涂一层耦合剂，一般厚度为(2mm—3mm)。将耦合剂内的气泡和颗粒剂出来，使换能器的发射面紧密贴在管壁上。测量循环水的流量计多安装在水井中，环境潮湿，有时会被水淹，如果选用一般的耦合剂，在短时间内便会失效，影响测量准确度。因此，必须选用特制的防水耦合剂，耦合剂应在有效期内使用，一般为18个月。为保证超声波流量计测量准确度，每18个月应该重新安装换能器，并更换耦合剂。

天然气计量管理办法

天然气计量管理办法第一章总则第一条为了加强天然气计量管理，充分发挥计量检测工作在输气生产、经营管理及科学研究中的作用，保证管道输气生产安全平稳、保质保量、降低能源消耗和提高经济效益，维护华中天然气管道有限责任公司（以下简称“公司”）的合法权益，依据《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国质量法》、《中华人民共和国计量法实施细则》及能源部、国家计委《关于石油、天然气计量交接的规定》，制定本办法。第二条本办法规定了公司计量管理的有关内容。第三条本办法适用于公司和各计量站的计量工作。第二章职责第四条公司计量工作的任务贯彻执行国家有关计量的法律法规和各项方针政策；采用国家法定计量单位；积极采用先进的科学技术，完善计量检测手段，保证计量检测数据的准确可靠；推行现代管理办法，逐步与国际惯例接轨，为公司的长远发展提供可靠的计量保证。第五条生产部职责生产部是主管公司计量工作的职能科室，主要职责是： 1、宣传、贯彻、执行国家、各级政府及上级部门制定的计量法律、法规、规程和标准；接受政府计量部门和上级部门的计量考核、

评审、监督、检查，并负责有关的准备、协助工作，保证其顺利进行。 2、依据国家、管道公司计量管理办法和管理规定，编制（修改、解释）公司计量管理文件及有关规章制度，完善计量管理体系，并组织实施。 3、依据管道公司计量工作发展规划和股份公司工作计划，制定公司计量工作年度计划，并组织实施。 4、负责公司内各所属计量站计量检测设备的监督管理，同时编制计量检测设备需求购置计划并组织实施。 5、负责组织对外贸易交接天然气流量计量系统的标定和相关的对外送检工作。 6、组织建立并完善公司的计量检测体系。 7、负责各计量站计量数据的监督管理，提高测量过程控制能力，推广应用计量检测新技术，保证计量数据的准确可靠。 8、按照GB/T 17167-1997《企业能源计量器具配备和管理导则》的规定进行配备和管理公司的能源计量检测设备。 9、负责公司内各部门计量人员的培训、取证、考核和日常监督管理。 10、负责组织与上游气田及下游用户计量交接协议的签订及计量工作的联系，当发生计量纠纷时，及时处理调解。 11、编制运销月报表和年报表，每周和销售部门核对计量交接数据，每日对各计量站交接计量数据进行审核，对交接计量凭证进行计量员、站长、公司计量管理人员三级核算制管理。

天然气计量方法及其分析

天然气计量方法及其分析 1 概述天然气相对于煤、石油而言，属于高效节能的一种资源，因此广受社会各界的青睐。我国是一个天然气资源储备丰富的国家之一，而工业的发展、城市化建设均离不开能源的支持，因此，合理利用天然气资源对于我国工业发展具有重要意义。然而，我国在天然气计量方面仍处于落后阶段，如何提高天然气计量的准确性，是当前面临的重要问题。天然气的计量影响因素较多，我们必须了解各种因素，才能采取有效的措施，提高天然气计量的赚取额度，为天然气的利用提供可靠的数据参考。 2 天然气计量方法及其分析 2.1 差压流量计差压流量计主要包括孔板式、阿牛巴以及弯管式。①孔板式流量计。孔板式流量计原理为质量守恒定律和能量守恒定律，即流体连续性方程和伯努利方程。流体流量越大，差压越大，以此为依据对流体流量进行测量。该样式的流量计所用的节流件全球通用，无需进行实流校准，且结构简单、牢固、性能稳定可靠、价格较低，因此具有广泛的应用。缺点是范围宽度为3：1，限制了其应用范围，而法兰连接法容易导致跑冒滴漏现象，增加了后期的维护成本。② 阿牛巴流量计。阿牛巴流量计工作原理为充满导管的流体流经流量计的检测杆时，检测杆的迎流面和背流面会产生不同的压力值，前者为全压平均值，而后者则被称为静压值，两者的差值就是计算流体流速和流量的主要依据。阿牛巴流量计安装较为简单，压损较小，准确度高，强度好，耐磨损性能较好，防泄漏性能好。但缺点是迎流面和背流面的取压孔容易发生堵塞，且迎面取压孔的边缘处容易受流体的磨损，因此容易出现测量性能不稳的现象。③ 弯管流量计。弯管流量计以质量守恒、能量守恒和动量矩守恒三大定律为测量技术，流体经过管道的拐弯处

测试技术课后答案全集—第三版

《绪论》 0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。 1．基本单位根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。国际单位制(SI)的基本单位的定义为：米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。安培(A)是电流单位。在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N，则每根导线中的电流为1A。开尔文(K)是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0．012kg碳-12的原子数目相等。使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr。 2．辅助单位在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。它们的定义如下：弧度(rad)是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。球面度(sr)是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积。 3．导出单位在选定了基本单位和辅助单位之后，按物理量之间的关系，由基本单位和辅助单位以相乘或相除的形式所构成的单位称为导出单位。 0-2如何保证量值的准确和一致？答：通过对计量器具实施检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值经过各级计量标准传递到工作计量器具，以保证被测对象量值的准确和一致。在此过程中，按检定规程对计量器具实施检定的工作对量值的准确和一致起着最重要的保证作用，是量值传递的关键步骤。 0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？答：测量结果与被测量真值之差称为测量误差。根据误差的统计特征将误差分为：系统误差、随机误差、粗大误差。实际工作中常根据产生误差的原因把误差分为：器具误差、方法误差、调整误差、观测误差和环境误差。常用的误差表示方法有下列几种：（1）绝对误差测量误差=测量结果-真值（2）相对误差相对误差=误差÷真值当误差值较小时，可采用相对误差≌误差÷测量结果（3）引用误差引用误差=绝对误差÷引用值（量程）（4）分贝误差

超声波流量计检定规程

附件2：明渠堰槽流量计型式评价大纲 1范围本型式评价大纲适用于分类代码为12185000的明渠堰槽流量计（以下简称流量计）的型式评价。 2引用文件本大纲引用了下列文件： JJG 711-1990 明渠堰槽流量计 GB/T 9359-2001 水文仪器基本环境试验条件及方法 GB/T 11606-2007 分析仪器环境试验方法 GB/T 17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 JB/T 9329-1999 仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法 HJ/T 15-2007 环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。 3术语 3.1 明渠堰槽流量计weirs and flumes for flow measurement 在明渠中利用量水堰槽和水位～流量转换仪表（二次仪表）来测量流量的流量计。 3.2 水位stage 从测量基准点（或零点）高程算起，加上某一水面的距离后所得到的高程值，单位m。 3.3 喉道throat 测流堰槽内截面面积最小的区段。 4概述 4.1工作原理在明渠中设置标准量水堰槽，液位计安装在规定位置上测量流过堰槽的水位。将测出的水位值代入相应的流量公式或经验关系式，即可计算出流量值。明渠堰槽

流量计的水位与流量呈单值关系。 4.2结构型式明渠堰槽流量计包括：薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、流线型三角形剖面堰、平坦V形堰、巴歇尔（Parshall）槽、孙奈利(SANIIRI)槽、P-B(Palmer-Boulus)槽等槽体及与之配套的液位计和水位、流量显示仪表。明渠堰槽流量计由量水堰槽和水位～流量转换仪表（二次仪表）所组成。水位～流量转换仪表包括：液位计、换算器和显示器。为准确计量流量，明渠堰槽流量计还应包括：堰体上游行近段、下游渠槽衔接段和水位观测设施。量水堰槽有多种形式，如：薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、喉道槽等，可根据现场条件、流量范围和使用要求选取。 5法制管理要求 5.1计量单位流量计应采用法定计量单位。选用的流量计量单位为m3/h、m3/s或m3，温度单位为℃。 5.2 外部结构流量计应具有防护装置及不经破坏不能打开的封印。凡能影响计量准确度的任何人为机械干扰，都将在流量计或保护标记上产生永久性的有形损坏痕迹。 5.3 标志 5.3.1计量法制标志的内容试验样机应预留出位置，以标出制造计量器具许可证的标志和编号，流量计型式批准标志和编号以及产品合格印、证。 5.3.2铭牌铭牌应包括： a）制造商名称（商标）； b）产品名称及型号； c）出厂编号； d）制造计量器具许可证标志和编号； e）工作温度范围； f）在工作条件下的最大、最小流量或流速；

电气工程中的计量和测试技术探析

电气工程中的计量和测试技术探析发表时间：2018-03-13T15:54:32.413Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：吕松 [导读] 摘要：随着社会的电气化和自动化技术的发展，电力结合计量技术的应用发挥着重要作用。（阳西海滨电力发展有限公司广东阳西 529800）摘要：随着社会的电气化和自动化技术的发展，电力结合计量技术的应用发挥着重要作用。电气设备的结构也逐步变得复杂化。电气设备中的电磁波能够直接影响电气工程计量、测试工作，将计算机技术应用到电气工程中，能够提高电气工程计算和测量的精准度，降低了外界对电气设备的干扰。文章主要分析了电气工程的用电特点，然后阐述了电能计量测试方法，并总结了电力计量技术的应用策略，以供参考。关键词：电气工程；计量技术；测试技术社会的科技发展带动了电气工程领域的进步。在电气工程领域不断发展的过程中也遭遇了各种各样的问题，其中最重要的问题则是电能计量和测试结果不准确。在电力工程项目中，电能计量测试技术所获得数据非常重要，其不但能够影响企业的发展，还能够影响社会各行业的发展。社会对电力资源的需求逐步增加，对供电企业的供电能力提出全新的要求，通过完善电能计量、测试计量技术的测量出电能相对精准度，才能够促进电力系统的快速发展。 1 电气工程的用电特征电气工程中供电系统往往会出现强弱点的区分，其中计量和测试技术是关键。因为在电气工程中一些电机对电网本身的冲击较大，其运行的过程往往是不规律的，这对于电网的负荷影响就出现了某个时段的集中使用。此时电气工程中所设计的各种设备、检测设备、计量设备都会遇到过大的载荷变化和波动，所以电气工程中电力负荷的不平衡性较为明显，尤其是现代建筑电气工程中大型的变频设备和智能化控制设备的应用对电力计量往往会产生一定的干扰，因此电气工程中对电力计量的设计和要求也随着建筑现代化水平的提高而随之提高。所以电气工程的用电特征是不均衡且干扰多，给计量和测试带来了较大的困难，尤其准确性的要求更是困难重重。 2 电能计量方法 2.1 常规性计量办法目前我国的常规电能计量方法主要包括高供高计、高供低计和低供低计。 1）高供高计。所谓高供高计主要是指电能计量装置设置点的电压与供电电压保持一致，并且在10kV及以上的计量方式。我国的国家电网规定了315kVA 级以上的变压器才能够使用高供高计计量方式。在供电同时对高压装置PT、CT进行计量，高供高计计量方式不但能够减少计量管理工作人员的工作量，还能够最大限度的满足计量要求，并且能够有效防止用电用户进行非法窃电，但是在应用的过程中，CT 与实际用电符合匹配难以满足计量要求，农村高压线路连接若然用电用户，而用电的类别却不同，再加上农村的季节性负荷，会导致农村供电线路的24h峰谷较差，导致用电时率较低，所以无法满足高供高计计量要求。 2）高供低计。高供低计主要是指在高压供电系统中，变压器的总容量小于 630kVA时，采用低压侧计量电度的计量方法。高供低计是目前主要采用的供配电计量模式，在电能计量装置安装在手电变压器低压侧，而计量结算电量则是变压器低压侧抄见有功电量和变压器有功损耗，其中变压器的有功损耗主要依据变压器的型号和容量，利用一定计算方法获得一个估算值，估算值和实际的运行值之间存在差距，所以理论上高供低计计量方式无法真实反应供用电双方真实使用电量的情况。 3）低供低计。所谓低供低计主要是指能计量装置设置点的电压与用户供电电压一致的计量方式。低供低计主要应用在10kV公用配电变压器供电用户。其电表的额定电压为：单相22V的居民用电、3×380V/220V的居民小区较大照明用电，而额定电流则包括：5（20）A、5（30）A、10（40）A、15（60）A、30（100）A 等等，用电用量直接从电表中读取。在使用低供低计的过程中，为了保证计量的正确性，高压计量装置要依据电力系统的主接线运行方式进行科学配置。比如：目前我国成像普遍使用的10kV配电系统，为了提高电力系统的可靠性，应该使用中心点不接地的运行方式，并且配置三相三线二元件电表。 2.2 计量表的影响 1）感应电能表的影响。电磁结构性是电能表的主要功能部件，电能表内部线圈的力矩大小会直接影响电能表的计量水平，电能表的力矩大小则受到线圈功率的影响，所以在计量时，电磁波会改变电能表中的力矩大小或者方向而影响电能计量数据，造成测量结果的误差，影响了电能计量的测量结果。 2）电子计量表的影响。终端电器设备往往会产生大量的电磁波，在测量的过程中会对电能计量的结果产生影响，从而导致测量数据的偏差。电子计量表主要是利用交流采样的方式进行数据读取，再通过芯片来对测量的数据信息进行读写、处理工作，最终完成电能计量工作，所以在测量过程中出现误差的环节主要是在数据信息的读取和采集环节，与机械式计量表相比较，电磁波对电子计量表的影响较少，所以电子计量表产测量的数据更准确，并且利用芯片处理功能，可以有效修正数据的误差。保证了测量数据的精确性，电磁波对电子测量表的干扰较少，所以测量的数据较为准确。 3 电气工程中的计量和测量技术应用计量设备应用在电气工程中，需要通过专业的技术调试，才能够降低电磁波干扰所产生的计量影响。比如：使用电子计量表时，就需要进行调试，对电子计量表的综合性能要进行专业的数据评价，并且及时修正数据计量系统，从而有效满足计量设备的应用测量要求。测量表的应用要利用A/D模式，通过A/D模式保证测量的数据能够不受干扰，从而有效降低数据测量所产生的误差和错误。T 型表是一种连续性计量的全新方式，通过使用T型表能大幅度的降低电磁波的干扰和影响，测量精度的调整能有效降低电力企业的计量和测量成本。 4 电力计量技术的应用策略 1）优化管理结构。电力系统在应用电力计量表的时候，需要使用单位的有力支撑，保障电力系统的能够实现自动化管理，从而创建快捷化的多功能化办公结构。利用互联网技术创建电力计量技术来管理供电网络系统，并且能够将供电网络中的不同节点进行科学分配，从而保证管理机构能够明确自身的管理责任范围，做到各司其职，将管理工作人员的工作内容细致的划分。通过从管理到应用进行层层推广，能够将电力计量技术融合到电力系统的管理建设中，有效强化电力企业各部门之间相互监管能力，从而使电力计量技术能够得到有效应用。 2）加强企业管理，提升培训强度。电力企业在应用电力计量技术的时候，对管理工作人员的专业技能、知识等均提出了全新的发展

超声波流量计计量精度影响因素研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/eb7735671.html, 超声波流量计计量精度影响因素研究作者：王雨时来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第08期摘要：近年来，我国天然气管道建设步伐逐步加快，随着中亚管道、中俄管道、中缅管道、陕京线四线、西气东输三线、新疆煤制气外输管道、鄂安沧天然气管道、LNG接收站及天然气管道互联互通工程的陆续建成投产，“西气东输、南气北上、海气登陆、就地外输”的供气格局已经基本形成。关键词：超声波流量计；计量精度；控制措施 1 影响超声波流量计测量精度的主要影响因素 1.1 声道排列方式及修正系数的选择的影响由多声道流量计计算公式就很直观的发现，不同流量计声道排列及修正系数是不一样的，排列方式及修正系数的选择将直接影响超声波流量计的计量精度。 1.2 脏污对超声波流量计影响天然气管道建设、投产初期，由于管道水、焊渣等残留物未吹扫干净，导致水渍及污物粘附在超声波探头及流量计内壁上，影响超声信号的发射与接收。以RMG流量计为例，当超声接收信号弱时，会实现探头发射信号的自动增益，当增益超过40dB时，计量精度将大大降低。此外，声音在固体或者液体中的传播速度大于声音在气体中传播的速度，探头脏污导致声波传播的时间缩短，导致变大，导致流量计读数偏大。此外，当管壁上有污物会导致计算的管壁D会产生影响。 1.3 噪声对超声波流量计影响声学噪声与气流扰动等因素有关，如突出的探头、变径管、整流器及调节阀等。当声学噪声的频率与流量计的工作频率相近时，两种声波发生共振，从而干扰超声波换能器分辨超声脉冲信号，使得信噪比发生变化，影响计量精度。此外由于气体中超声能量的衰减与超声频率成正比，为了在接收端保持一定的信噪比（RMG大于15dB），通常的换能器工作频率都在50～200kHz左右，在此频段内，声学噪声是无法回避的问题，在2014年修改的GB/T 18604中明确提出噪声对超声波流量计测量精度的影响，所以生产过程中要时刻关注噪声值对流量计影响。 1.4 其他因素对计量精度的影响

测试计量技术及仪器专业(MeasuringandTesting[001]

测试计量技术及仪器专业（Measuring and Testing Technologies and Instruments）学术型硕士研究生培养方案（学科专业代码：080402 授予工学硕士学位）一、学科专业简介测试计量技术及仪器是现代科学与技术的重要组成部分，已成为一个国家科学技术现代化的重要标志。测试计量技术及仪器是一门涉及数学、物理、微电子学、精密机械、传感器技术、自动控制技术、计算机技术和通信技术等学科的多学科相互渗透、知识高度密集、技术高度综合的新型学科。目前，测试计量技术及仪器学科正朝两大方向发展：一是测量范围向两端延伸，测量精度进一步提高；二是向动态、实时、在线、遥控、多功能、数字化、智能化方向发展。该学科具有涵盖领域广、发展迅速等特点，既有理论上的探索及创新，又有很强的工程应用背景。二、培养目标 1、重点培养具有良好的职业素养、坚实的测试理论基础的高层次光电产业、能源、电力行业测试计量理论专门人才； 2、培养掌握测试理论和计量技术专业知识，运用先进现代测试技术、方法解决煤炭、电力、光电等行业关键理论和技术的专门人才； 3、培养严谨求实的科学态度和作风，具有创新求实精神和良好的科研道德，具备从事测试计量技术与仪器学科相关的研究开发能力；能胜任研究机构、高等院校和产业部门等有关方面的研究、工程、开发及管理工作； 4、较为熟练的掌握一门外国语，具有熟练地进行专业阅读和初步写作的技术人才。三、主要研究方向四、学习年限全日制硕士研究生学制为三年；半脱产硕士研究生经申请批准，其学习年限可延长半年至一年。五、培养环节 1、导师的确定研究生导师的确定实行双向选择，研究生根据公布的导师名单填写双向选择表，然后由导师根据填表选择所要指导的研究生。第一志愿未落实的硕士研究生，根据学生其他志愿和实际情况，在进一步征求师生双方意见的基础上进行协调落实。 2、培养计划的确定

超声波流量计

超声波流量计概述：管段式超声波流量仪表[3]是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。产品特点： ◆独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。 ◆无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。 ◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。 ◆智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。 ◆管段式小管径测流经济又方便，测量精度高达0.5级。性能参数：性能参数测量液体充满被测管道的水、污水及其它均质液体，悬浮物含量小于10g/L，粒径小于1mm。准确度±1.0% 流速范围±0.01m/s~±12.0m/s 管径范围DN300mm~DN2000mm 传感器材质钢或不锈钢传感器承压能力管径300~600mm，压力不超过2MPa；管径700~2000mm，压力不超过1MPa 转换器环境温度：-10℃~+45℃；湿度≤85%(RH) (特殊环境订货时说明) 壁挂式盘装式一体式

管段式传感器外型尺寸：

1200 1030 1522 1434 32×44 1303 1400 1164 1778 1670 32×48 1914 1600 1298 1982 1874 36×48 2442 1800 1432 2236 2114 36×52 3411 2000 1566 2446 2324 40×52 4262 ZR系列超声波流量计采用的是时差法测量原理。它的高可靠性是积8年的制造经验加上博采众长，通过不断完善提高得到的；是由于采用了最新的诸如Philips、Tl、美国国家半导体公司的新型高性能集成元器件加上先进的SMD贴装器件生产线大规模生产实现的。40皮秒（40×10 秒）的时间分辨率，0.5%的线性度。低电压多脉冲原理，保证可靠运行。两路0.1%精度的模拟输入，接入温度传感器电流信号，即变成热量计！实现中文显示，软件开放式设计，所有参数用户皆可设定；硬件元件参数无关化设计，无需调整即能确保每一台流量计具有完全相同的性能。主机机型有：便携式、壁挂式、标准盘装式、手持式、一体式。传感器具有：方便安装的外缚式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的标准管段式、超高精度的标准型π管段式。超声波流量计的主要特点是：流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力损失；能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐蚀，非导电性等性能的液体的流量测量，也能测量气体的流量；对于大口径管道的流量测量，不会因管径大而增加投资；量程比较宽，可达5：1；输出与流量之间呈线性等优点。缺点：当被测液体中含有气泡或有杂音时，将会影响测量精度，故要求变送器前后分别有10D和5D的直管段；此外，结构复杂，成本较高。测量原理当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式其中 θ为声束与液体流动方向的夹角

天然气流量计量各种方法和其优缺点简介

天然气流量计量各种方法和其优缺点介绍天然气流量计量的方法非常多的，有很多种流量计都可以测量天然气。那么我们就仔细的研究一下每一种方法，每一种流量计的优点及缺点。一、电磁流量计 1、优点（１）电磁流量计可用来测量工业导电液体或浆液。（２）无压力损失。（３）测量范围大，电磁流量变送器的口径从2.5ｍｍ到2.6ｍ。（４）电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量，测量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响。 2、缺点（１）电磁流量计的应用有一定局限性，它只能测量导电介质的液体流量，不能测量非导电介质的流量，例如气体和水处理较好的供热用水。另外在高温条件下其衬里需考虑。（２）电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求，对于液态介质，应测量质量流量，测量介质流量应涉及到流体的密度，不同流体介质具有不同的密度，而且随温度变化。如果电磁流量计转换器不考虑流体密度，仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。（３）电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂，且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用，两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器时，从安装地点的选择到具体的安装调试，必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动，不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时，必须排尽测量管中存留的气体，否则会造成较大的测量误差。（４）电磁流量计用来测量带有污垢的粘性液体时，粘性物或沉淀物附着在测量管内壁或电极上，使变送器输出电势变化，带来测量误差，电极上污垢物达到一定厚度，可能导致仪表无法测量。（５）供水管道结垢或磨损改变内径尺寸，将影响原定的流量值，造成测量误差。如100ｍｍ口径仪表内径变化1ｍｍ会带来约https://www.360docs.net/doc/eb7735671.html,2％附加误差。（６）变送器的测量信号为很小的毫伏级电势信号，除流量信号外，还夹杂一些与流量无关的信号，如同相电压、正交电压及共模电压等。为了准确测量流量，必须消除各种干扰信号，有效放大流量信号。应该提高流量转换器的性能，最好采用微处理机型的转换器，用它来控制励磁电压，按被测流体性质选择励磁方式和频率，可以排除同相干扰和正交干扰。但改进的仪表结构复杂，成本较高。（７）价格较高二、超声波流量计 1、优点（1）超声波流量计是一种非接触式测量仪表，可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的流动状态，不会产生压力损失，且便于安装。（2）可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。（3）超声波流量计的测量范围大，管径范围从20mm～５m. （4）超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。（5）超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式。 2、缺点（1）超声波流量计的温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。

超声波流量计的测量原理简介

超声波流量计的测量原理简介一、定义超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。二、工作原理超声波流量计根据对信号检测的原理可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声波流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，近年来它是发展迅速的流量计之一。 1、时差法当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式：

其中 θ为声束与液体流动方向的夹角 M 为声束在液体的直线传播次数 D 为管道内径 Tup 为声束在正方向上的传播时间 Tdown为声束在逆方向上的传播时间 ΔT=Tup –Tdown 设静止流体中的声速为c，流体流动的速度为u，传播距离为L，当声波与流体流动方向一致时（即顺流方向），其传播速度为c+u；反之，传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生

器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则 t1=L/(c+u) t2=L/(c-u) 由于在工业管道中，流体的流速比声速小的多，即c>>u,因此两者的时间差为▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，当声波在流体中的传播速度c已知时，只要测出时间差▽t即可求出流速u，进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。 2、相差法原理如果超声波发射器发射连续超声脉冲或周期较长的脉冲列，则在顺流和逆流发射时所接收到的信号之间便要产生相位差▽O,即▽ O=w▽t=2wLu/cc 式中，w为超声波角频率。当测得▽O时即可求出u,进而求得流量Q。此法用测量相位差▽O代替了测量微小的时差▽t，有利于提高测量精度。但存在着声速c对测量结果的影响。 3、频差法原理为了消除声速c的影响，常采用频差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超声波的频率之差为▽f可用下式表示▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L 由此可知，只要测得▽f就可求得流量Q，并且此法与声速无关。

传感器与测试技术,考试要点,中国计量学院

测量：以确定被测对象属性和量值为目的的全部操作计量：实现单位统一和量值准确可靠的测量。计量的三个特征：统一性、准确性和法制性。静态测量：对不随时间变化的（静止的）被测量进行的测量。动态测量：对随时间变化的被测量进行的测量，需确定被测量的瞬时值及其随时间变化的规律。评定精度：相对误差越小，测量精度越高。不确定度表明测量结果可能的分散程度：可用标准偏差表示，也可用标准偏差的倍数或置信区间的半宽度表示。通常测量结果的不确定度都用扩展不确定度表示。 1、A类标准不确定度的评定方法测试系统是指由传感器、信号调理电路、信号处理电路、记录显示设备组成并具有获取某种信息之功能的整体。最佳的测试系统具有线性时不变特性。输出是输入的单调、线性比例函数。y=Sx 称为静态特性方程不确定度是测量误差极限估计值的评价,不确定度越小，测量结果可信度越高，即精度越高. 静态标定步骤：1作输入-输出特性曲线2求重复性误差3求作正反行程的平均输入-输出曲线4求回程误差5求作定度曲线6求作拟合直线，计算线性度和灵敏度传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。内涵：1.传感器对规定的物理量具有最大的灵敏度和最好的选择性；2.从传感器的输出端来看，传感器的输出信号是可用信号。3.具有确定规律的静态特性和动态特性。传感器的集成化、多功能化与智能化： 1)集成化包括两种形式：一是同一功能的多元件并列化，如CCD图象传感器。另一个是多功能一体化，即将传感器与放大、运算以及温度补偿等环节一体化，组装成一个器件。 2)将几种不同的传感器组合在一起，同时测量几种不同被测参数。例如温、气、湿三功能陶瓷传感器 3)智能化(Smart Sensor)——带有微处理器并兼有检测和信息处理功能。 4)研究生物感官，开发仿生传感器。电阻应变片：输出信号微弱，大应变下具有明显的非线性。电阻应变片的工作原理：电阻应变效应和压阻效应电阻应变片灵敏度系数S称为“标称灵敏度系数”，由实验测定。电阻应变片的横向效应：栅状结构敏感栅的电阻变化一定小于纯直线敏感栅的电阻变化的现象。消除办法：必须采取措施减小横向效应的影响,改进结构等。短接式应变片敏感栅平行排列，其优点是克服了横向效应。目前使用的应变片大多是金属箔式应变片。薄膜应变片是今后的发展趋势温度补偿方法：自补偿法，桥路补偿法——电桥的和差特性，热敏电阻补偿法——热敏电阻适当分压电感传感器按工作原理可分为：自感式、互感式、店涡流式三种。自感式电感传感器：工作原理——可变磁阻式：原理---电磁感应 δ μ 2 2A W L=变气隙式自感传感器适用于微小位移的测量，测量范围：0.001～1mm。.变面积式自感传感器：输出特性为线性，因此测量范围大。要提高灵敏度，气隙厚度δ不能过大。差动式自感传感器:：灵敏度- δ δ L L S2 = ? ? =为原来的两倍。 R H L A δ δ δ δ+ + = x S R dRε = /

浅淡超声波流量计气体计量和误差

浅淡超声波流量计气体计量和误差摘要：近些年来，随着经济的快速发展，科学技术领域也获得更大进步，对流量计的技术更新也起到了巨大的推动作用。尤其是在电子技术不断发展的背景下，流量计的种类也不断增加，以此满足各种不同介质的测量要求。本文以超声波流量计为例，对气体超声波流量计计量误差的相关问题进行简单的分析。关键词：超声波流量计气体超声波计量误差超声波流量计在我国气体计量领域中的应用，始于20世纪末，随着天然气工业的不断发展，已经有越来越多的超声波流量计应用在天然气的计量工作中。超声波流量计在进行气体测量时，能够满足高压、大流量的气体计量要求，并且具有较高的测量精确性。由于气体介质本身的特殊性以及计量现场环境等多种因素的影响，在气体计量中仍然会受到各种因素的影响，使得计量结果的准确性产生一定的误差。因此，对于超声波流量计气体计量误差进行分析是十分必要的。一、超声波流量计气体测量超声波流量计进行气体测量的过程，就是通过对超声波沿着气流顺向和逆向传播的生速差、压力和温度等因素的测量，对气体的流速和标准状态下的流量进行测量的过程。常见的气体超声波流量计结构如图1所示。二、超声波流量计气体计量误差的因素 1.信号因素利用超声波流量计进行气体计量时，其主要的参数就是气体的传播时间，通过传播时间的获得和计量，才能实现对不同超声波信号的有效处理。因此也可以说，信号的质量是影响超声波流量计气体计量准确性的主要因素。如果超声波的信号质量不高，则对气体传播时间的测量和流量的确定都无法保证其准确性。 2.流场因素超声波流量计计量过程中，由于管道弯曲所引起的气体二次流动也会对超声波计量的准确性产生影响。当气体流动在弯曲的管道中，二次流动会由于弯管内部和外部的曲率不同而形成不同方向的流动，加之离心力的作用，就会在管道的截面位置形成一个力场，推动管内气体的流动。 3.噪声因素在超声波流量计气体计量系统中，阀门、整流器等设备都会产生定的噪声，而且在计量现场不断变化的温度和压力条件下，也会对噪声的形成产生一定的影响，而噪声的产生源，主要有流经管道的气流、整流器的运转、调节阀的运转等