管道式超聲波流量計如何避免在測量中對噪聲的影響
超聲波流量計也隨著今天工業(yè)生產(chǎn)中越來越廣泛使用和關(guān)聯(lián)的工業(yè)應用類型的增加,我們特別注意到,煤氣管道超聲波流量計在煤氣管道測量中的應用范圍越來越廣。因為超聲波的測量原理是利用超聲波的傳導特性來工作的。換句話說,管道超聲波流量計實際上是利用聲波運行的,因為在生產(chǎn)氣體的過程中會產(chǎn)生不必要的超聲噪音,直接影響管道超聲波流量計的正常運行,并對管道超聲波流量計的準確測量產(chǎn)生不利影響。
超聲波流量計天然氣流量測量是天然氣管道產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,其測量數(shù)據(jù)的準確性直接影響生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟利益和用戶利益。近年來,很多用戶使用多通道管道超聲波流量計作為天然氣計量器,并開始利用傳播時差原理測量天然氣流量,這已經(jīng)是天然氣行業(yè)公認的,將來管道式超聲波流量計的使用將會更加廣泛。
傳播時差管道超聲波流量計使用超聲波轉(zhuǎn)換器互相交替(或同時)發(fā)送超聲波脈沖,檢測和計算介質(zhì)中流動的急流和逆流的傳播時差,間接測量流體的流速,以及通過流量計算流量的間接測量方法。因此,為了獲得傳播時間,流量計的接收轉(zhuǎn)換器必須能夠準確檢測發(fā)送轉(zhuǎn)換器發(fā)出的超聲脈沖,但如果介質(zhì)有超聲波噪音,轉(zhuǎn)換器檢測設備將無法檢測和區(qū)分正常的工作脈沖信號,從而導致流量計出現(xiàn)讀取錯誤或測量中斷。生產(chǎn)管道煤氣時產(chǎn)生超聲噪音的噪音源主要是調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥、泵等設備。我國國家標準《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》指出,受測介質(zhì)內(nèi)部的噪音會對流量計的準確測量產(chǎn)生不利影響,因此在設計和安裝過程中,必須采取措施,使流量計盡可能遠離噪音源,或消除噪音干擾。但是,一些天然氣計量工作無法妥善遵守這些問題,因此管道型超聲波流量計在運行時會影響測量準確性,甚至
減少和消除管道超聲波流量計噪音的方法如下:
1控制閥噪聲及降噪措施
a、控制閥噪聲天然氣管道生產(chǎn)過程中,控制閥是常用的電壓調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥會產(chǎn)生大頻率范圍的噪音,包括超聲波頻率范圍的超聲波噪聲。這種噪音本質(zhì)上具有聲波的物理特性,其大小與閥門的類型、氣體流速和壓力調(diào)節(jié)不良相關(guān),發(fā)出噪音后,同時向調(diào)節(jié)閥的上游和下游傳播。但是,由于調(diào)節(jié)閥的壓差作用,氣體從節(jié)流門入口緊密壓縮到下游,主要噪音能量以沖擊波的形式傳送到下游,相對較少的噪音能量向上游傳播。
對于管道型超聲波流量計,轉(zhuǎn)換器超聲波脈沖都有特定的工作頻率,用于測量天然氣的管道型超聲波流量計的脈沖頻率為120kHz或更高。轉(zhuǎn)換器僅響應工作頻率的脈沖信號,如果控制閥的壓力調(diào)節(jié)產(chǎn)生的噪聲頻率達到轉(zhuǎn)換器工作頻率,并且通過氣流介質(zhì)達到風管超聲波流量計,則轉(zhuǎn)換器無法正確檢測和識別工作脈沖信號,從而導致測量錯誤。
b、設計帶降噪措施調(diào)節(jié)閥的管道式超聲波流量計要充分考慮降噪措施。1)傳播到調(diào)節(jié)閥上游的噪音能量遠遠低于傳播到下游的噪音能量,因此首先要考慮將調(diào)節(jié)閥安裝到管道式超聲波流量計的下游,并確保盡可能多的安裝距離。通過在管道超聲波流量計和調(diào)節(jié)閥之間安裝一定數(shù)量的管件,可以將超聲波噪音衰減到多種程度[1],并且每個管件的降噪能力如表1所示。手表!其他管件的降噪容量管件名稱降噪容量(dB)100m直管段590度彎頭5!6T管10 2平彎頭14管束(換熱器)20多板噪聲器24管束噪聲器33表1所示,管道超聲波流量計和調(diào)節(jié)閥之間100米的直管段和90度彎頭的降噪功能相同,但在應用程序中安裝100米直管段完全不實用。通過在管道超聲波流量計和調(diào)節(jié)閥之間使用t形或雙平面彎頭來降低調(diào)節(jié)閥的噪音是一種常見有效的方法。在實際設計中,t形管的數(shù)量取決于多種因素,建議在調(diào)節(jié)閥的壓力調(diào)節(jié)差壓大于約2.067Mpa時使用兩個或更多t形管[3]。此外,如果氣體輸送過程中有過濾器、熱交換器等設備,則在流量計和調(diào)節(jié)閥之間安裝比使用彎頭、t形管更能降低噪音。3)利用電子技術(shù)應對調(diào)節(jié)閥的噪聲。如有必要,請使用更高頻率的轉(zhuǎn)換器,或使用數(shù)字信號處理來加強超聲波工作脈沖的識別和檢測,以及減少外部噪聲的影響。使用上述方法,可以充當不同級別的衰減噪波。在實際設計中,根據(jù)情況需要同時考慮多種措施。在流量計下游安裝調(diào)節(jié)閥,使用一個或多個t形管道,并盡可能增加安裝距離是一種降噪方法?傊,在實踐過程中,我們應該重點關(guān)注設計和安裝帶噪音源的管道型超聲波流量計,仔細觀察以下問題:換句話說,超聲噪音能有效地避免影響流量計正常運行的情況。1)在調(diào)節(jié)閥上游安裝管道型超聲波流量計,最大限度保證兩者之間有足夠的距離。2)為了衰退噪聲的目的,在管道型超聲波流量計和調(diào)節(jié)閥之間安裝t形管道等管件。3)了解管道型超聲波流量計的工作頻率以及調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生噪音的頻率范圍,并考慮使用發(fā)射頻率更高的管道式超聲波流量計來提高信噪比。4)在管道超聲波流量計的初步設計或改造階段,加強設計單位工藝與儀器專業(yè)之間的溝通,事先咨詢制造商以獲得技術(shù)支持至關(guān)重要;5)通過實驗、操作和國外經(jīng)驗,應盡快完善中國天然氣管道行業(yè)管道超聲波流量計設計安裝相關(guān)規(guī)范。
















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