超聲計(jì)量系統(tǒng)在中烏輸氣管道的應(yīng)用
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2.4 信號(hào)傳輸
USM測(cè)得的工況體積流量為脈沖信號(hào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)與站控室之間的RS485數(shù)據(jù)線傳到FC；PT、TT測(cè)得的壓力、溫度為（4～20）mA信號(hào)，通過(guò)模擬量數(shù)據(jù)線傳到FC；GC分析得到的天然氣組分值為（4～20）mA信號(hào)，首先傳到2350控制器，由2350控制器轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)分別傳到各FC。最后，F(xiàn)C根據(jù)工況下的各參數(shù)計(jì)算計(jì)量交接標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量。
圖1 超聲流量計(jì)安裝示意圖
3.1 結(jié)構(gòu)組成
超聲流量計(jì)由流量計(jì)表體、超聲傳感器（又稱超聲換能器或超聲探頭）及其安裝部件、信號(hào)處理單元（SPU）和流量計(jì)算機(jī)組成（圖2）。
圖2 超聲流量計(jì)結(jié)構(gòu)組成示意圖
Daniel3400超聲流量計(jì)的換能器結(jié)構(gòu)緊湊，插入表體淺，不易受污垢的影響，壽命較長(zhǎng)；頻率高，功耗低，低電壓工作，高效安全；可以在線更換，更換電纜不影響工作和精度。
流量計(jì)算機(jī)是用于流量計(jì)控制、顯示和存儲(chǔ)的專用計(jì)算機(jī)。FC具有對(duì)SPU進(jìn)行就地和遙控組態(tài)、監(jiān)控流量計(jì)運(yùn)行的功能，其上位機(jī)（工控機(jī)）用于顯示累積流量、平均流速、平均聲速、歷史曲線，以及檢測(cè)和控制支路閥門、超壓報(bào)警或完成站場(chǎng)其他管理和控制的任務(wù)。
流量計(jì)表體是兩端帶管法蘭的直管段，它和測(cè)量直管段是承壓部件，要求有一定的抗腐蝕能力，內(nèi)徑與計(jì)量對(duì)象管道一致。Daniel3400超聲流量計(jì)的表體采用整體鑄造，以減少焊縫接口，削弱表體熱脹冷縮對(duì)計(jì)量的影響。
3.2 計(jì)量原理
中烏天然氣管道使用4聲道超聲流量計(jì)，測(cè)量原理為時(shí)間差法，以其中1個(gè)聲道為例闡述其計(jì)量原理。
流量計(jì)本體中安裝兩個(gè)能發(fā)送和接收超聲脈沖的傳感器，其安裝方式使得1個(gè)傳感器發(fā)出的超聲脈沖能夠被另1個(gè)傳感器接收，從而形成聲道。兩個(gè)傳感器輪流發(fā)射和接收脈沖，超聲脈沖相對(duì)于氣體以聲速傳播。沿聲道順流傳播的超聲脈沖的速度因被測(cè)氣體流速在聲道上的投影（方向相同）而有所增加，而沿聲道逆流傳播的超聲脈沖的速度因被測(cè)氣體流速在聲道上的投影（方向相反）而有所減少，因此得到了超聲脈沖在順流和逆流方向上的傳播時(shí)間差。高頻聲脈沖在氣體中順流傳播和逆流傳播的時(shí)間差與氣體流速成正比，超聲流量計(jì)正是基于這一原理來(lái)測(cè)量氣體流量的，屬于速度式流量計(jì)（圖3）。
圖3 超波流量計(jì)原理示意圖
評(píng)論