超声波中文培训ppt课件

1、丹尼尔气体超声波流量计简介丹尼尔超声波流量计的开展历史八十年代初期, 英国煤气公司开场研发四通道的超声波流量计1986: 英国煤气公司授权Daniel公司作为独一的开发商,进一步开发该类型流量计的工业领域的运用1989: 第一台模拟电路超声波流量计顺利出厂,在英国开场销售并用于商业计量1993: DANIEL公司采样自动增益控制和数字信号处置技术改善了流量计的电子单元,提高了信号的保真度和流量计的精度1994: DANIEL引入防爆的Mark II电子处置安装丹尼尔超声波流量计的开展历史1998: DANIEL开发出可在线拆装的超声波探头器并可提供在线带压拆装工具2000: 中油西南分公司采用

2、7台DANIEL高级超声波流量计用于贸易计量，向重庆和四川的大型天然气用户供气。2001：大庆油田天然气公司采用7台DANIEL 中级超声波流量计用于储气库和内部管线计量。 在高含硫,带有凝析液天然气中运用超声波流量计与孔板流量计的比较精度高级超声波流量计精度:优于0.5%,并可免实流标定普通超声波流量计: 1%与孔板和涡轮番量计相比，精度不易受气质和分层的影响孔板流量计在内部肮脏的情况下,计量数据会呈负偏向.DANIEL 超声波流量计即使在表体内部有大量污垢的情况下,仍能坚持高精度.高含硫气体对仪表的寿命影响孔板流量计内部有大量可动部件, 硫化氢呵斥金属件疲劳,缩短寿命,呵斥严重的平安隐患.

3、超声波内部没有可动部件,经过特殊处置的内外表,可以耐受H2S的侵蚀,可延伸维护保养的时间间隔.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. 在高含硫天然气中运用超声波流量计与孔板流量计的比较较低的运转本钱不影响流体的正常流动 无节流件，压损小 不用加压低安装本钱高容量高量程比 (可达100:1)降低了对上下游直管段的要求在高含硫天然气中运用超声波流量计与孔板流量计的比较DANIEL高级超声波气体流量计高精度：精度优于+/-0.5%,反复性优于+/-0.2%公用于贸易交接多通道可检测流体的多个剖面多通道提供了必要的冗余才干，独特的声道替补技术使流量计在某一声道缺点的情况下，

4、仍能根本正常任务准确的设计和在加工制造过程中的质量控制 特点及技术规范DANIEL高级超声波流量计声速,温度,气体运转情况的丈量是相对独立的特别适用于高压气体,普通最低任务压力为45 bar 常见流量计的直径, 150mm - 600mm (6-36)最高压力可达ANSI #2500(约42MPa) 特点和技术规范高级超声波气体流量计长输管线集气系统海洋天然气压气站气体处置工厂高压管线输配管网运用场所普通气体超声波流量计单声道或双声道短管安装主要用于非贸易交接 较高级超声波流量计更经济新安装现场尤其适用适用于原料天然气的计量普通气体超声波流量计精度可达 1%常见尺寸, 100mm - 600m

5、m (4-24)压力可达 ANSI #2500 引荐流速, 最大100英尺/秒(30m/s), 最小3英尺/秒(0.9m/s), 可延伸至, 1英尺/秒(0.3m/s). 特点和技术参数普通气体超声波流量计非贸易交接的场所比对储气罐的丈量海洋天然气的计量原料天然气的丈量运用场所超声波流量计的根本原理衬垫资料导电体压电晶体Disk耦合层壳体24V 输入电压输出120 KHz 输入120 KHz 输出超声波流量计探头时间直通式原理的技术特点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纳，不经管壁反射声波由上游向下游传输的时间(由于声波被气流推进)小于声波由下游向上游传

6、输的时间(声波被气流反向阻挠) 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脉冲发生器接纳单元检测单元时钟本安型传感器信号检测回路100 MHz 晶振 120 kHz 超声波信号( 大大给予调理阀的干扰频率60 kHz)时间直通式丈量原理传输时间 .004LFlowXD传输时间 .007.003超声波流量计任 意 一 对 传 感 器t1 = Lc - v(x/L) t2 = Lc + v(x/L) LFlowXD高级超声波流量计流量方程流量从上述方程中求出v =L2x(t1-t2)t1t2c = L2(t1+t2)t1t2v = 流体速

7、度c = 声速t1 = 上游传输时间t2 = 下游传输时间2流量方程多通道即多路流速丈量!多通道流量计ABCDVavg = S Wn Vnn=14Vn =L (t1-t2)2x (t1t2)2超声波流量计的计算权重因子仅取决于探头的几何分布情况!Wa= 0.2Wb = 0.3618Wc = 0.3618Wd = 0.2多通道流量计ABCD几何权重因子流量与流体的流速和截面积有关流量=流速*截面积流速丈量Tup = Lc - v(x/L) Tdn = Lc + v(x/L) FlowXDL/2L/2普通型超声波流量计流量方程单通道流量计普通超声波流量计的计算对单通道和双通道流量计来说CF = 矫

8、正系数WR =管壁粗糙度Re = 雷诺数流态剖面流态矫正如何确保超声波流量计的精度准确的几何加工尺寸和精细的传感器定位仪表的整体化技术贯穿于设计的全部过程中，整体铸造钢制表体，减少焊缝接口，有效减少表体热胀冷缩对计量的影响时间直通式丈量原理本身具有较高的精准度，不受表体内部光滑程度或污垢的影响。对流体剖面特性及流场,流态的检测,并采用准确的数学模型进展补偿时间直通式丈量原理的准确性 电子时钟的稳定性延续丈量与流体形状相关的声波脉冲对电子元件和传感器引起的信号滞后给予恰当的补偿Daniel UltrasonicSlide 28 流体剖面特性Power law velocity profileN=

9、5N=7N=9N=11N=15Gas velocity is a function of position in pipeV(r) = Vo (1-r/ro)1/n对不同流态的气体进展动态补偿Daniel UltrasonicSlide 29将流速简化为三个区域Profile and Area RepresentationDaniel UltrasonicSlide 30每个声道所代表的流速与平均流速的对应关系Individual Path Velocity is Average for that PathDaniel UltrasonicSlide 31经过圆心的声道对流态的曲解不同流体形状

10、，测得速度却是一样的测得的速度夸张了气体流动的平均速度由于角度呵斥的错误Daniel Ultrasonic Slide 32平行的四声道丈量流速 每个声道不经过圆心，减少对流态的夸张平行的四个声道相互补偿，有效丈量流速四通道流量计气体高级超声波流量计多通道流量计算流量计算的步骤丈量每个通道的声波传输时间计算每个通道的速度计算平均速度流速乘以截面积流量计算准确的关键问题流量流速丈量的结果对表体几何尺寸的要求有关流体的全部计算结果取决于对声波传输时间的丈量传输时间的丈量取决电子器件的性能有效消除旋涡和不对称流的影响。丹尼尔超声波流量计的中心技术特点Daniel UltrasonicSlide 37

11、中心技术 1：T-Slot 型超声波探头TSLOT探头的特点1，高频率，低功耗，低电压任务，高效，平安2，灵敏度高3，可以在线带压改换，改换电缆不影响任务及精度4，适用广泛5， 构造紧凑，插入表体浅，不易受污垢影响，寿命长Daniel UltrasonicSlide 39可以运用以下工具在线带压装配并改换超声波探头中心技术 2 ：Mark II 电子数据处置单元Mark II电子单元的计算功能计算工况流量可以直接接入温度和压力信号，进展温压补偿运算，即不运用流量计算机获得标况流量按AGA 8号报告计算紧缩因子能粗略计算出紧缩因子 雷诺数的计算常用来矫正流态剖面对流量丈量的影响流态的矫正常用在单

12、通道或双通道流量计中电子数据单元的独到设计 通用性强：Mark II 电子单元适用于DANIEL各种超声波流量计，改换各种原件不影响计量精度。实时监控一切参数实时检测一切通道的通讯实时计算各通道的流速对旋涡和不同流态进展动态补偿UL 及其它平安方面的认证先进的噪声处置技术，先进的数字滤波电路配合120KHZ的探头频率有效提高信噪比。AGC自动增益值监控和报警Mark II电子单元的独特设计独有的数据储存功能：存储过去35天的计量操作数据。包括2400次事件和3640 报警的记录。在紧急情况下，可以不依赖流量计算机恢复一切组态参数。强大的通讯功能：2个 Modbus RS-232/485 mul

13、ti-drop通讯口。4个频率输出，温度和压力模拟量输入输出。按照AGA8报告要求计算气体紧缩因子双向计量时无需调整流量系数适宜于危险区域分类 一级, 一区, C和D组的场所电子单元的独特设计RTU 或 ASII 协议, 可依用户详细要求组态可以更加温度压力自动补偿表体内径的热胀冷缩变化可以根据噪声源调理数字滤波电路的设置，以期到达最正确信噪比通用型设计，运用通行的工业规范便于运用电脑直接组态。适用与DANIEL各种超声波流量计，减少备品备件的需求对于配套运用的公用电缆没有长度限制，改换电缆对计量精度没有影响。电子单元运用的缺点诊断信息声速SOS的丈量气体信号AGC增益值超声波噪声检测信号的质

14、量信号的遗失比率 (%)数据分配 (统计结果)Daniel UltrasonicSlide 46由于DANIEL超声波流量计的声道替代技术，假设一对探头失灵，或在维护时装配一对探头，对精度的影响依然有限：1，根据美国西南研讨院1998年实验：装配一对探头后，丹尼尔超声波流量计的精度误差添加了0.22，在该对比实验中，装配另一品牌的流量计的测速探头后，该流量计的误差添加0.2。假设装配补偿探头，误差添加到34参见SWRI T.Grimely 1998 CGA年会论文中心技术 3： DANIEL独特的声道替代技术中心技术 4：DUI管理监控软件基于视窗平台开发的运用软件直接与超声波流量计电子单元衔

15、接对流量计进展组态和标定与电子单元的实时通讯直观显示超声涉及噪声形状，动态数据采集，处置和分析直接联线缺点诊断或经过调制解调器远程诊断 MODBUS通讯Daniel UltrasonicSlide 48DUI 软件的监控视窗Daniel UltrasonicSlide 49自定义数据表格Daniel UltrasonicSlide 50信号及噪声图谱Daniel UltrasonicSlide 51多级密码管理完成标方流量丈量所需的其他数据温度压力天然气组份，密度，由此可以推算出气体的紧缩因子及热值。Daniel Ultrasonic Slide 53配套设备： 流量计算机按照AGA9，AGA

16、8的要求，从工况流量，温度压力数据和色谱分析仪测得的天然气组分，密度可以计算出标况流量。根据标方流量数据和天然气的热值分析结果可以计量热值流量。当多个气源供气时，可以进展热值调配。与色谱分析仪配合运用，不延续的将超声波流量计测得的声速与声速在天然气中的实际值进展比较，可以在线延续监控或标定超声波流量计的计量精度存储数据，多级管理，诊断和日常控制功能Daniel Ultrasonic Slide 54RS485 或脉冲接纳工况流量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讯,包括一切诊断和报警信息计量系统略图+0510152025

17、3035参考流量 (千千克/小时)00.511.52-0.5-1-1.5-2% 差值标定: Westerbork实验室,代号 97-46033530英寸高级超声波流量计的标定结果Daniel UltrasonicSlide 56美国西南研讨院对高级超声波流量计的测试结果 1Passes AGA 9Fails AGA 9DANIEL超声波流量计测试结果Daniel UltrasonicSlide 57Passes AGA 9Fails AGA 9美国西南研讨院对高级超声波流量计的测试结果 2：另一品牌的 超声波流量计测试结果DANIEL流量计产品的影响和消费，效力才干完备的消费才干一切部分全部有

18、丹尼尔工厂本人消费没有其它下属的组装和加工厂可提供全部的检测手段检测管道和控制阀门电子自控安装丈量安装技术上独树一帜高级超声波流量计的专利设计设计检测多达15年流体剖面特性的自动修正流体非线性的自动补偿探头的本安设计适用于工业场所运用的Modbus协议计算及数据处置方法对用户公开优质的售后效力和技术支持体系全球超越700家分支机构和维修中心。在上海浦东有超级效力中心，包括五位专职效力和技术支持人员队伍，备品备件仓库，培训教室处置一切DANIEL产品的售后效力任务中国用户可以从北京，上海，DANIEL亚太区新加坡总部和美国休斯顿工厂进展各个层次的培训技术支持国内有800 免费技术效力热线，24小

19、全天进展技术支持。Daniel UltrasonicSlide 62休斯敦工厂的标定实验中心Daniel UltrasonicSlide 63科罗拉多工程实验站的标定安装Daniel UltrasonicSlide 64CEESI 选用DANIEL流量计作为规范和比对表Daniel UltrasonicSlide 65DANIEL气体超声波流量计的部分用户Alliance PipelineANR PipelineCONOCOConsolidated Natural GasDuke EnergyGulf ResourcesKoch Gateway PipelineMaritime & Northeastern PipelineTransCanada TransmissionTransQuebec MaritimeVector PipelineDaniel UltrasonicSlide 66运用DANIEL超声波流量计的实例Alliance Pipeline16 x 6