天然氣流量計(jì)量是天然氣供應(yīng)和接收的一大事項(xiàng)，是天然氣上下游企業(yè)交接結(jié)算的重要依據(jù)。這其中超聲波流量計(jì)的應(yīng)用非常廣泛。其是通過測(cè)定高頻聲脈沖在管道內(nèi)沿逆流和順流方向傳播時(shí)間差以實(shí)現(xiàn)天然氣流量計(jì)量的流量測(cè)量?jī)x表。然而受超聲流量計(jì)質(zhì)量、噪聲等多因素影響，超聲波流量計(jì)在使用過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些故障，直接影響計(jì)量精度。因此如何保證天然氣的準(zhǔn)確計(jì)量，不產(chǎn)生計(jì)量損失，切實(shí)掌握天然氣超聲流量計(jì)常見故障表現(xiàn)形式及做好處理維護(hù)措施非常重要。

前言

與傳統(tǒng)的孔板、渦輪等流量計(jì)量方式相比，超聲流量計(jì)具有計(jì)量精度高、受氣質(zhì)條件影響小、量程比大(最大可達(dá)300：1)、不產(chǎn)生天然氣節(jié)流等優(yōu)勢(shì)，然而受按照質(zhì)量、流量計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的軸承磨損、噪聲等因素影響，計(jì)量準(zhǔn)確度偏差與無計(jì)量現(xiàn)象也經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)企業(yè)造成損失，現(xiàn)將一些常見故障現(xiàn)象和解決方法進(jìn)行分析。

1 故障原因分析及解決措施

（1）超聲波流量計(jì)讀數(shù)不穩(wěn)定變化劇烈原因分析：安裝超聲波流量傳感器的管道振動(dòng)大或存在

改變流態(tài)裝置（如流量計(jì)安裝在調(diào)節(jié)閥、泵、縮流孔的下流）。解決方法：將流量傳感器改裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源的地方或移至改變流態(tài)裝置的上游。

（2）超聲波流量計(jì)讀數(shù)出現(xiàn)了較大誤差原因分析：①超聲波流量計(jì)傳感器裝在水平管道的頂部

和底部的沉淀物干擾超聲波信號(hào)。解決方法：將傳感器裝在管道兩側(cè)。②超聲波流量計(jì)傳感器裝在水流向下的管道上，管內(nèi)未充滿流體。解決方法：將傳感器裝在充滿流體的管段上。③存在使流態(tài)強(qiáng)列烈波動(dòng)的裝置如：文氏管、孔板、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)或部分關(guān)閉的閥門，正好在傳感器發(fā)射和接收的范圍內(nèi)，使讀數(shù)不準(zhǔn)確。解決方法：將傳感器裝在遠(yuǎn)離上述裝置的地方，傳感器上游距上述裝置 30D，下游距上述裝置 10D 或移至上述裝置的上游。④超聲波流量計(jì)輸入管徑與管道內(nèi)徑不匹配。解決方法：修改管徑，使之匹配。

（3）傳感器是好的，但流速偏低或沒有流速原因分析:①由于管道外的油漆、銹跡未清除干凈。解

決方法：重新清除管道，安裝傳感器。②管道面凹凸不平或超聲波流量計(jì)安裝在焊接縫處。解決方法：將管道磨平或遠(yuǎn)離焊縫處。③管道圓度不好，內(nèi)表面不光滑，有管襯式結(jié)垢。若管材為鑄鐵管，則有可能出現(xiàn)此情況。解決方法：選擇鋼管等內(nèi)表面光滑管道材質(zhì)或襯的地方。④被測(cè)介質(zhì)為純凈物或固體懸浮物過低。解決方法：選用適合的其它類型儀表。⑤傳感器安裝纖維玻璃的管道上。解決方法：將玻璃纖維除去。⑥傳感器安裝在套管上，則會(huì)削弱超聲波信號(hào)。解決方法：將傳感器移到無套管的管段部位上。⑦傳感器與管道耦合不好，耦合面有縫隙或氣泡。解決方法：重新安裝耦合劑。

（4）當(dāng)控制閥門部分關(guān)閉或降低流量時(shí)讀數(shù)反會(huì)增加原因分析：傳感器裝的過于靠近控制閥下游，當(dāng)部分關(guān)閉閥門時(shí)流量計(jì)測(cè)量的實(shí)際是控制閥門縮徑流速提高的流

速，因口徑縮小而流速增加。解決方法：將傳感器遠(yuǎn)離控制閥門，傳感器上游距控制閥 30D 或?qū)鞲衅饕浦量刂崎y上游距控制閥 5D。

（5）超聲波流量計(jì)工作正常，突然超聲波流量計(jì)不再測(cè)量流量了

原因分析：①被測(cè)介質(zhì)發(fā)生變化。解決方法：改變測(cè)量方式。②被測(cè)介質(zhì)由于溫度過高產(chǎn)生氣化。解決方法：降溫。③被測(cè)介質(zhì)溫度超過傳感器的極限溫度。解決方法：降溫。④傳感器下面的耦合劑老化或消耗了。解決方法：重新涂耦合劑。⑤由于出現(xiàn)高頻干擾使儀表超過自身濾波值。解決方

法：遠(yuǎn)離干擾源。⑥計(jì)算機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)丟失。解決方法：重新輸入各項(xiàng)正確的參數(shù)。

（6）超聲波流量計(jì)探頭使用一段時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)不定期報(bào)警的現(xiàn)象

原因分析：這是由于輸送的介質(zhì)雜質(zhì)較多時(shí)，這種問題會(huì)比較常見。解決辦法：定期清理探頭(建議一年清理一次)。

（7）超聲波流量計(jì)輸送的介質(zhì)含有水等液體雜質(zhì)時(shí)，流量計(jì)引壓管容易產(chǎn)生積液，氣溫較低時(shí)會(huì)出現(xiàn)引壓管凍堵的現(xiàn)象，尤其在北方地區(qū)冬季較常見。解決辦法：對(duì)引壓管進(jìn)行吹掃或加電伴熱。

（8）超聲波流量計(jì)儀表在現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)干擾下無法使用原因分析：供電電源波動(dòng)范圍較大，周圍有變頻器或強(qiáng)

磁場(chǎng)干擾，或者接地線不正確，都可能引起超聲波流量計(jì)無法正常使用。解決方法：給儀表提供穩(wěn)定的供電電源，儀表安裝遠(yuǎn)離變頻器和強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，有良好的接地線。

（9）外夾式流量計(jì)信號(hào)低。

原因分析：這種問題大多是管徑過大或管道結(jié)垢嚴(yán)重引起的，或者是選擇的安裝方式不對(duì)。

解決方法：對(duì)于管徑過大、結(jié)垢嚴(yán)重，建議采用插入式探頭，或選擇 Z 型安裝方式。超聲波在傳播過程中，由于受介質(zhì)和介質(zhì)中雜質(zhì)的阻礙或吸收，其強(qiáng)度會(huì)逐漸產(chǎn)生衰減。不論是超聲波流量計(jì)還是超聲波物位計(jì)，對(duì)所接受的聲波強(qiáng)度都有一定的要求，所以都要對(duì)各種衰減進(jìn)行抑制。

（10）超聲流量計(jì)出現(xiàn)噪聲噪聲產(chǎn)生的來源：正常情況下，超聲流量計(jì)發(fā)出的脈沖

信號(hào)頻率在 125kHz 以上，由調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥等節(jié)流件產(chǎn)生的噪聲頻率一般都低于這一頻率范圍。但隨著閥門型號(hào)、天然氣流量及壓差等因素的變化噪聲的頻率會(huì)逐漸變得寬泛起來(其中包含著超聲脈沖信號(hào)的同頻噪聲)，這些噪聲同時(shí)向上游和下游傳播，被超聲流量計(jì)換能器接收后，就會(huì)使流量計(jì)產(chǎn)生模糊信號(hào)，導(dǎo)致信噪比增大，出現(xiàn)計(jì)量偏差。目前，天然氣計(jì)量系統(tǒng)的噪聲源主要有匯管、節(jié)流閥、捌壓閥、壓縮機(jī)、流動(dòng)調(diào)整器等，其中，以調(diào)壓閥、節(jié)流閥產(chǎn)生的節(jié)流噪聲對(duì)超聲流量計(jì)的影響最為常見。

常見的超聲降噪工藝：為保證超聲流量計(jì)能夠正常運(yùn)行，主要考慮從三個(gè)方面對(duì)噪聲進(jìn)行控制：控制噪聲源、切斷噪聲傳播途徑、噪聲數(shù)字信號(hào)處理(噪聲過濾)。

2 結(jié)語

超聲波流量計(jì)計(jì)量方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確，在國內(nèi)各大天然氣運(yùn)行企業(yè)中普遍應(yīng)用，然而由于天然氣場(chǎng)站工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)特殊的環(huán)境，超聲波流量計(jì)在使用過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些故障，影響計(jì)量結(jié)果和企業(yè)效益。因此針對(duì)這些現(xiàn)象，針對(duì)不同的故障表現(xiàn)形式選取合適的方法進(jìn)行超聲波流量計(jì)常見故障解決。