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測得的工況體積流量為脈沖信號(hào)，通過現(xiàn)場與站控室之間的RS485數(shù)據(jù)線傳到FC；PT、TT測得的壓力、溫度為（4～20）mA信號(hào)，通過模擬量數(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；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，以及檢測和控制支路閥門、超壓報(bào)警或完成站場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測量氣體流量的，屬于速度式流量計(jì)（圖3）。
圖3 超波流量計(jì)原理示意圖
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