摘 要：由于超聲波流量計(jì)具有抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、無(wú)壓損、量程比寬和維護(hù)量小等特點(diǎn)，所以，被廣泛應(yīng)用于貿(mào)易計(jì)量中。目前，國(guó)內(nèi)貿(mào)易計(jì)量所用的超聲波流量計(jì)基本都依賴進(jìn)口，由于其備件采購(gòu)周期較長(zhǎng)，再加上廠家的技術(shù)壟斷，導(dǎo)致超聲波流量計(jì)在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不能及時(shí)得以解決。簡(jiǎn)單介紹了丹尼爾超聲波流量計(jì)的相關(guān)概念、現(xiàn)場(chǎng)診斷、故障處理辦法和日常維護(hù)的注意要點(diǎn)。

丹尼爾超聲波流量計(jì)的日常維護(hù)和故障處理辦法

1、丹尼爾超聲波流量計(jì)相關(guān)概念：
 超聲波計(jì)量系統(tǒng)的任務(wù)是準(zhǔn)確測(cè)量經(jīng)過(guò)氣體輸送管道安裝的超聲波流量計(jì)的天然量，將經(jīng)過(guò)超聲波流量計(jì)的天然量轉(zhuǎn)換為某一指定狀態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）下的天然量，將經(jīng)過(guò)超聲波流量計(jì)在實(shí)際輸送狀況下的天然量轉(zhuǎn)換為該氣量燃燒后可以發(fā)出的熱量。這樣的測(cè)量精度偏低，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件的要求較高。在西氣東輸天然氣輸送管線上，使用較多的貿(mào)易計(jì)量設(shè)備主要是愛(ài)默生公司的丹尼爾超聲波流量計(jì)。1986 年，英國(guó)煤氣公司授權(quán) DANIEL 公司作為的開(kāi)發(fā)商，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)該類型流量計(jì)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用；1993 年，DANIEL 公司采樣自動(dòng)增益控制和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)改善了流量計(jì)的電子單元，提高了信號(hào)的保真度和流量計(jì)的精度；1994 年，DANIEL 引入防爆的 MarkⅡ電子處理裝置；2005 年，DANIEL 將 MarkⅡ升級(jí)為 MarkⅢ電子處理裝置；2012 年，DANIEL 將 MarkⅢ將升級(jí)為 MarkⅣ。

2、丹尼爾超聲波流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)診斷：
 超聲波現(xiàn)場(chǎng)診斷的基本參數(shù)包括增益值、信號(hào)質(zhì)量、信噪比、流速剖面和聲速。在實(shí)時(shí)檢測(cè)、診斷 5 個(gè)參數(shù)的過(guò)程中，當(dāng)臟污物引起儀表顯示精度發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別。

2.1、增益值：
 增益值是指接收到的信號(hào)增強(qiáng)多少才能達(dá)到需要的振幅強(qiáng)度。如果信號(hào)強(qiáng)度衰減，則增益值增大。流量計(jì)自動(dòng)獲取增益值時(shí)，根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的情況自動(dòng)增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度至上限，增益值隨著壓力、氣體流速，探頭受臟污介質(zhì)影響的情況而變化。

2.2、信號(hào)質(zhì)量：
超聲波流量計(jì)通常有 100%的信號(hào)，當(dāng)處于流量計(jì)允許的***大流速時(shí)，信號(hào)質(zhì)量可能會(huì)小于 100%；當(dāng)流速僅達(dá)***高流速的50%，信號(hào)未達(dá) 100%時(shí)，要仔細(xì)檢查流量計(jì)。但是，小于 100% 的精度不意味著精度變差，而精度超過(guò) 25%的，是可以接受的。

2.3、信噪比：
 信噪比是指接收到的信號(hào)和背景噪聲的數(shù)值比率。通常情況下，流量計(jì)正常工作時(shí)，信噪比較高，而丹尼爾超聲波流量計(jì)正常工作是的信噪比要大于 1 000，低信噪比常常意味著控制閥噪聲的存在。當(dāng)信噪比小于 250，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量小于 100%；當(dāng)信噪比小于 100 時(shí)，流量計(jì)的精度會(huì)受到一定的影響。

2.4、流速剖面：
 流速剖面的顯示根據(jù)流量計(jì)聲道設(shè)計(jì)的不同而有所區(qū)別，剖面系數(shù)是判斷流量計(jì)受臟污影響的***佳指示器。對(duì)于丹尼爾 3400 型號(hào)的超聲波流量計(jì)，當(dāng)流速剖面系數(shù)大于 1.22、漩渦角大于 2° 時(shí)，可以初步判斷流量計(jì)上游直管段存在臟污，需要清洗。
 
2.5、聲速：
  聲速計(jì)算能幫助辨別探頭上是否有異物。聲速受氣體組分、壓力和溫度的影響，當(dāng)某個(gè)聲道的聲音與流量計(jì)的平均聲速值超過(guò) 0.35%時(shí)，該聲道會(huì)發(fā)生警告。

3.6、剖面系數(shù)高出正常值：
 產(chǎn)生這種情況的原因是管線的流態(tài)不好。這時(shí)，可以檢查上游整流器部分是否被堵塞，也有可能出現(xiàn)了漩渦，要找出原因并排除。

3.7、AGC 限值長(zhǎng)時(shí)間低于 40 000：
 AGC 限值反映了背景超聲和電噪聲的量。在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，這些限值是穩(wěn)定不變的。AGC 限值應(yīng)超過(guò) AGC-level3 倍或更多。AGC 限值正常值為 65 025.處理這種情況的正確方法是檢查儀表的供電電源；檢查調(diào)節(jié)閥或調(diào)壓器所產(chǎn)生的超聲噪聲；檢查設(shè)備與電纜的屏蔽和接地狀態(tài)。

3.8、AGC-level 值大于 30 000：
 在此環(huán)節(jié)中，存在臟污、壓力過(guò)低、流速過(guò)高、噪聲等問(wèn)題。鑒于此，應(yīng)調(diào)整工藝，消除使 AGC-level 升高的因素。處理這種情況的方法是提高管線壓力，降低流速，進(jìn)行超聲換能器清洗工作，更換超聲換能器。

4、丹尼爾超聲波流量計(jì)日常維護(hù)：
 該流量計(jì)的日常維護(hù)工作主要包括以下幾點(diǎn)：①超聲波流量計(jì)應(yīng)該按照 JJG 1030 的要求定期檢定。②超聲流量計(jì)在主要部件維修更換后，要重新進(jìn)行流量計(jì)組態(tài)并下裝。同時(shí)，還應(yīng)核查聲速，確認(rèn)其偏差在規(guī)定范圍內(nèi)（±0.20%）方可投入使用，否則應(yīng)送檢定機(jī)構(gòu)重新檢定。③聲速核查適用的流速范圍宜在5～20 m/s，如果超出此范圍，則聲速核查僅作為參考。④每月對(duì)流量計(jì)進(jìn)行聲速核查，可以通過(guò)核查結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)流量計(jì)中存在的隱患。⑤當(dāng)流量計(jì)短期不運(yùn)行且管道內(nèi)壓力低于 1 MPa時(shí)，流量計(jì)應(yīng)斷電，以延長(zhǎng)數(shù)據(jù)采集板的使用壽命。