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1、12/22/2022,1,超声波流量计,12/22/2022,2,概述,超声波流量计原理超声波流量计的硬件接线（现场）超声波流量计诊断软件CUI的应用,12/22/2022,3,Daniel Ultrasonic Slide 3,RS485 或脉冲接收工况流量,RS232/RS485色谱的分析数据,温度&压力数据,标况流量,总能量,天然气组分及管理所需的信息,与上位机数字通信,包括所有诊断和报警信息,12/22/2022,4,超声波计量系统的优点,1、高级超声波流量计精度优于0.5%,精度不易受气质的影响。2、无插入管道内部的部件, 即使管道中有残渣也不会损坏仪表的任何组件。3、无节流件，压损
2、小，不影响流体的正常流动 4、高量程比 (可达100:1)5、提供了必要的冗余能力，独特的声道替补技术使流量计在某一声道故障的情况下，仍能基本正常工作。,12/22/2022,5,超声波流量计探头,12/22/2022,6,DANIEL 超声波流量计是时间直通式超声流量计 声波由一个探头发射另一个接收 声波由上游向下游传输的时间(由于声波被气流推动)小于声波由下游向上游传输的时间(声波被气流反向阻挡) 这两个时间之差与气流的速度存在某种对于关系 从上下游测得的传输时间可以计算出气流的平均速度和声波的速度,超声波流量计原理,12/22/2022,7,传输时间 .004,L,Flow,X,D,.0
3、03,12/22/2022,8,L,Flow,X,D,高级超声波流量计流量方程,12/22/2022,9,流量从上述方程中求出,v = 流体速度,c = 声速,t,1,= 上游传输时间,t,2,= 下游传输时间,流量方程,12/22/2022,10,多通道流量计,A,B,C,D,超声波流量计的计算,12/22/2022,11,权重因子仅取决于探头的几何分布情况!,多通道流量计,A,B,C,D,几何权重因子,12/22/2022,12,流量与流体的流速和截面积有关,流量=流速*截面积,流速测量,12/22/2022,13,超声波流量计原理超声波流量计的硬件接线（现场）超声波流量计诊断软件CUI的
4、应用,12/22/2022,14,超声波流量计,12/22/2022,15,超声波流量计,12/22/2022,16,超声波流量计,12/22/2022,17,超声波流量计CPU板,12/22/2022,18,超声波流量计接线板,12/22/2022,19,超声波流量计数据采集板,12/22/2022,20,概述,超声波流量计原理超声波流量计的硬件接线（现场）超声波流量计诊断软件CUI的应用,12/22/2022,21,12/22/2022,22,12/22/2022,23,12/22/2022,24,流量计监控诊断软件CUI,CUI软件是为DANIEL超声波流量计设计的高级实时监控和诊断工具
5、。 各种计量和诊断数据都可以通过直接连线和远程方式获得。,12/22/2022,25,如何安装CUI软件,首先安装版本较低的CUI软件，如版本CUI3.10，然后安装升级版本CUI4.10。,12/22/2022,26,CUI软件连接设置,点击桌面上的 图标，进入如界面，点击对话框的取消。,12/22/2022,27,CUI软件连接设置,通过FileMeter Directery进入CUI连接设置界面,12/22/2022,28,CUI软件连接设置,将Meter Name栏的名字重新设置，在Short Dete栏填写备注，在Meter Type栏选择Gas Mark,选择Ethernet，选中
6、要编辑的一行后，点击表格下方的Ethernet按钮，得到如下界面：,12/22/2022,29,CUI软件连接设置,在IP address内输入该流量计的IP地址，点击OK键，则设置完成。,12/22/2022,30,查看CUI软件的相关信息,通过file connect或者点击 进入如下界面：,12/22/2022,31,查看流量计FE3101为例，点击Ethemet按钮，进入如下界面，选择对应的流量计名称，点击OK键，则流量计连接成功。,12/22/2022,32,通过metermoniter进入查看剖面图：,12/22/2022,33,超声波流量计剖面图,12/22/2022,34,声道
7、流速:- 一对探头之间的平均流速(ft/sec)- A 声道显示17.4 ft/sec- 蓝色条块表示反向流 平均流速:- 所有声道流速取不同权重后的类加值流量计横剖面的平均流速 流速比率:- 每个声道的流速除以流量计的平均流速- A 声道= 0.892 = 17.43 / 19.54,12/22/2022,35,声速: (SOS)- 声速传播速度以长度/时间表示.(如Ft/Sec )- 当某个声道的声速与流量计的平均声速差值超过0.35%时，该声道条块颜色会变为黄色- 当某个声道的声速与流量计的平均声速差值超过“CRange” 参数的设置值时，该声道条块颜色会变为红色,12/22/2022,
8、36,- 增益指要对接收到的信号增强多少，才能达到需要的振幅强度。如果信号强度衰减，增益加强。- 不同的流体条件，可导致不同流量计的增益有很大的差异。- 流体条件相同时，同一个探头，在大口径的流量计上，因为声道较长，它的增益要比它在小口径流量计上时大。- LT-01 型探头的最大增益为103 dB,12/22/2022,37,- 从上次测试批次结速后，声道有效计时次数在总次数中所占的比例- 100% 信号质量指每一个接收到的信号都用来进行流量计量。- 信号质量在以下情况可低于100%，如高流速状态下，或受到超声噪音干扰，或流动条件变化。- 如果“批量” 的数量是20，某一对探头其后20次测量将
9、被记录。信号质量百分比范围从0 到100%每次以5% 增加如: 90% = 20次计时中有18 次是有效的。- 超过25%的信号质量是可接受的,12/22/2022,38,- 是接收到的信号和背景噪音的数值比率- 该数字是“净可用信号数量”，因此可以设置低限值，并可产生报警- 信噪比仅包括某批次采用的采样，不包括因为信号质量不符合要求而去除的采样。- 如果噪音成为问题，信噪比可以帮助确认噪音来源。上游声道的信噪比小于下游声道的信噪比，则噪音来自于流量计的下游。- 信噪比小于500，则需要调查,12/22/2022,39,剖面系数:- 靠近圆心的两个声道流速除以外侧两个声道流速后的比率- 外侧的
10、声道流速较低（靠近管壁的摩擦），靠近圆心的声道流速较高- 理想的剖面系数是1.17 (1.042/0.89). 该结果为外侧声道(A & D) 是流量计平均流速0.89倍, 靠近圆心的声道(C &D) 是流量计平均流速的1.042 倍- 如果该值比上述数值高出+/- 0.05 ，需要调查原因。原因可能是漩涡或上游整流器部分阻塞,12/22/2022,40,漩涡:- 用剖面系数估测漩涡（考虑流态和工作条件）- 剖面系数为1.17 = 1.042 / 0.89, 即零度漩涡- 大多数漩涡都有不断旋转的部分。理想旋转的漩涡像螺旋或螺纹通常称为“整体旋转”- 流动不与管道轴向平行，将导致计量误差(超过
11、+/- 2 度的漩涡),12/22/2022,41,对称性:- 上部两个声道的流速除以下部两个声道的流速- 比较管道上半部和下半部的流动- 在良好的工作条件下，其值应该接近1横向流:- A声道和C声道的流速除以B声道和C声道的流速比值- 比较90度交叉的不同平面上声道- 在良好的工作条件下，其值应该接近1,12/22/2022,42,紊流:- 表征流体扰动流速在短时间内变化- 100 * delta T的标准偏差/ delta T （每个声道用百分比表示）- 紊流占流速的2 到6%。靠近圆心的C声道平均紊流为2 到3%, 而靠近管壁的D声道平均紊流为4 到6%- 良好流态时，紊流参数为3 到6%。如果流体存在脉动或波动，该紊流参数将超过该范围,12/22/2022,43,12/22/2022,44,12/22/2022,45,12/22/2022,46,12/22/2022,47,12/22/2022,48,
