摘要：针对目前天然气市场多种流量计类型予以简要分析，不同类型的燃气用户实际用气情况，对流量计有着不同的选型需求。同时阐述超声波流量计的工作原理、特性，以及实际应用中产生的效益，指出超声波流量计在将来城市燃气行业中的趋势！

关键词： 天然气  超声波流量计  选型优势

Application of ultrasonic gas flow meter

Shan Shiming Engineer

（ Hefei Gas Group Company Limited , Anhui Hefei 230075 ）

Abstract：For the current natural gas market to be a brief analysis of a variety of flowmeter types, Different types of gas users of the actual gas,selection of flowmeters have different needs.also explained the working principle of ultrasonic flowmeters, characteristics, And the practical application of the benefits, That the ultrasonic flowmeter in the future, the trend of city gas industry!

Key Words：Natural gas  Work  Ultrasonic flowmeter  Selection advantages朗读

一、引言

现今的中国正在大步加速发展，能源方面的供应需求已甚为显著，政府倡导城市能源清洁、环保、节能，人们追求绿色低碳健康生活。天然气是一种多组分 <http://baike.baidu.com/view/1264203.htm>的混合气体，主要成分是烷烃 <http://baike.baidu.com/view/62773.htm>，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫 <http://baike.baidu.com/view/27248.htm>也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较于煤炭 <http://baike.baidu.com/view/11183.htm>、石油 <http://baike.baidu.com/view/16263.htm>等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势。城市天然气市场的增温自然成为必然趋势，近年来天然气的消费量迅速增加，已进入“天然气时代”。

燃气公司的管道燃气用户及其用气性质大体分为：工业用户、商业用户、公福用户和居民用户。正由于城市用户庞大而杂乱，他们的需求复杂而多样，其特点大致为：低压（0.4Mpa以下），中小流量（DN300以下），安装条件差，管理维护力量薄弱，操作方面，免维修，价格适中等等。

二、流量计的类型、原理及应用分析

目前，我国天然气贸易计量可选用的流量计类型有七八种之多，例如涡轮流量计、罗茨流量计、质量流量计、超声波流量计等等。这些流量计类型的不同品牌，在燃气市场也各占据着一定份额的比例。当然，不同品牌的流量计都有着一段艰辛的成长历程，凭借着它们严格的生产工艺，先进的技术水平，不断革新的管理理念，创造了完美的计量精准，冲蚀着大步发展的燃气流量计市场。

关于涡轮流量计、罗茨流量计和质量流量计的使用，在我国都已基本成熟了，这里不再阐述，主要探讨超声波流量计的使用。

三、超声波流量计较在燃气流量计选型中的优势

超声波流量计是运用声波传播速度法，通过计算时间差来测量流量。重复性能优越的“传播时间倒数差”：不受音速（稳定）变化影响，测量对象仅是时间，常年使用也几乎无任何变化。

1、性能要求和仪表规范

仪表性能是指仪表的精度、重复性、量程比、压力损失、起始流量、输出信号等，选流量计时应对上述指标进行仔细分析比较，选择能满足测量要求的仪表。

（1）精确度和重复性

重复性是仪表原理本身与制造质量所决定的，而准确度是外加的特性。一台流量计准确度高首先要重复性高，然后用高准确度的量值传递系统进行校准，求得高准确度的仪表系数。

超声波流量计使用重复性能优越的“传播时间倒数”法，计算精度为±1%R～±2%R.

（2）量程比和压力损失

量程比是最大测量范围和最小测量范围之比。量程比大，调整的余地就大，可在工艺条件改变时，便于更改变送器的测量范围，而不需要更换仪表，也可以减少库存备表数量，相比同口径涡轮、罗茨流量计的量程比高出3～6倍。压力损失表示装置消耗能量大小的技术经济指标，以装置进出口处流体的全压差表示，实质上反映了流体经过除尘装置（或其他装置）所消耗的机械能，与通风机所耗功率成正比。超声波流量计无任何阻碍流体流动部件存在，压力损失极小，使得被测流体即便含有不纯污渍，亦可保持较高的耐久能力。

（3）起始流量、输出信号

超声波流量计几乎不存在始动流量，它可以精确的计算出微小的流量。搭载模拟电流信号输出及专用通讯协议输出功能，除标准脉冲信号输出外，亦提供模拟信号（4-20mA）、上下限报警及专用通讯协议信号输出功能。

2、流体特性方面

流体特性主要指燃气的压力、温度、密度、黏度、压缩性等，由于气体的体积随着温度、压力而变化，应考虑是否要补偿修正。

超声波流量计使用表压为0-1Mpa,通过超声波传感器来测量温度。超声波传感器之间的平均温度具有较高的精度。根据传播时间倒数和方程式，计算出声速，再把声速与被测定流体的温度表进行比较，计算出温度值。采用时差计算法，不受温度、密度、黏度等的影响。

3、安装条件方面

安装条件是指燃气流向、管道走向、上下游直管道长度、管径、空间位置及管件等，这些都会影响燃气流量计的准确运行、维护保养和使用寿命。

流量计的连接方式可以水平、垂直安装，双向流向可测，对直管段要求不高。轻小便于安装，重量是同口径罗茨流量计重量的1/10，几乎相当于直管道，不需要安装过滤器。

4、环境条件方面

采用铝合金外壳设计，防护等级为IP64级，使用环境-10～+60℃无结露，测量流体温度不受外界环境因素影响。Ex ia本安型产品，可安装于爆炸性危险环境。

5、经济因素方面

经济因素是指购置费、运行费、维护费、校验费及备品备件等，其又受燃气流量计的性能、可靠性、寿命等影响。购置费方面，已经有小口径流量计进入国内市场，相比其他进口涡轮流量计有一定的价格优势，且基本没有其他附属设施需购置，市场价格基本适中。运行费方面，双流向时差计算法，流体的始动流量及压损相当于零。免维护保养，无任何可动部件，耐灰尘，耐油污性能优越，无需安装过滤器，无需后期清洗维护。

四、总结

随着天然气时代的不断发展，高效、精准和低成本的超声波流量计，必将迎来天然气行业一场新的革命。

参考文献：

《气体涡轮流量计标准》AGA NO.7,

《用气体超声波流量计测量燃气流量》GB/T 18604-2001，

《中国燃气控股有限公司企业标准》-燃气流量计计量仪表选型规程。