隨著國際及我國天然氣工業的快速發展，氣體超聲流量計在高壓、大口徑天然氣流量計量中得已廣泛運用，已成為主流流量計。本文以daniel四聲道超聲波流量計為例，介紹了超聲波流量計工作原理、現場診斷及故障處理的經驗。

1 超聲波流量計工作原理

在管壁兩邊安裝一對斜角為θ的超聲換能器，兩個換能器同時或定時向對方發射和接收對方的超聲信號。

2.daniel超聲波流量計診斷參數

Daniel超聲波流量計使用MeterLink診斷軟件進行狀態進行監測、故障診斷，實現參數設置的上傳、修改和下載。為保證計量系統正常準確運行，計量工程師應定期使用診斷軟件對超聲流量計進行診斷，見圖1。

2.1 聲速

聲速是超聲波流量計測量出的換能器發出超聲波在被測物質中的傳播速度。當某個聲道的聲速與平均聲速的差值超過0.35%時，出現黃色報警；超過組態中設定的報警值CRange時，出現紅色報警。四個聲道的聲速應該基本相等，如果出現某個聲道聲速偏差較大則該對換能器可能存在故障。

2.2平均增益

增益指為了使換能器接受信號達到需要的振幅強度，需要對其增強多少。流量計會自動調整增益值，以增加信號的強度。影響的增益的主要因素有壓力、氣體流速、臟污介質等。通常增益隨氣體流速的增加而增加，隨臟污介質的情況而增加。

2.3 信號質量

信號質量是指每次批次收發信號結束后，聲道有效計時次數在總次數中所占的比例。在高流速狀態下、受到超聲噪音干擾或流態變化時，信號質量可能低于100%，但如果在最高流量的50%時信號質量未達到100%，應對儀表進行檢查。

2.4 信噪比

信噪比是接受到的信號和背景噪聲的數值比率，流量計正常工作時具有較高的信噪比，典型的Daniel超聲波流量計的工作時大于1000，低信噪比意味著可能存在控制閥噪聲，也有可能是超聲波換能器臟污需要清洗等情況。

2.5 剖面系數

剖面系數是靠近圓心的兩個聲道流速除以外側兩個伸到流速后的比率，由于外側的聲道流速較低（靠近管壁的摩擦），靠近圓心的聲道流速較高，因此一般情況下剖面系數大于1。理想的剖面系數為1.17。如果剖面系數超出1.17±0.05則需要調查，可能是漩渦或上游整流器部分阻塞。

3.故障處理案例

案例一：某輸氣站場超聲波流量計D聲道換能器致命報警，對超聲波流量計進行診斷，診斷結果。聲速差別較大，判斷換能器故障或有污物。拆卸并檢查超聲波換能器，發現換能器臟污，見圖2，對換能器進行清理后報警消除，流量計恢復正常。分析原因為：計量進口球閥維護時注脂過多，供氣時潤滑脂被沖到換能器上，導致換能器臟污，造成報警。

案例二：某輸氣站在用超聲波流量計瞬時流量變為0，立即切換到備用計量支路。對故障流量計診斷，發現除增益值正常外，其它全無數據顯示。通過診斷判斷是超聲波的前置放大板發生問題，導致換能器信號丟失，更換前置放大板，流量計恢復正常。

4 .結束語

隨著超聲波流量計在天然氣計量中廣泛應用，流量計的診斷、設備維護日趨完善，故障處理更加及時有效。超聲波流量計運行中故障主要集中在超聲波流量計換能器、放大版、等部件，計量工程師應定期進行診斷，以便及時發現故障并處理，提高計量系統運行穩定性。