(高清版)GBT 18604-2023 用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量

用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量2023-05-23發(fā)布國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14測(cè)量原理 44.1基本原理 44.2測(cè)量準(zhǔn)確度的影響因素 45工作條件 45.1天然氣氣質(zhì) 45.2壓力 55.3溫度 55.4流量范圍及流動(dòng)方向 55.5速度分布 56測(cè)量性能要求 56.1總體要求 56.2多聲道氣體超聲流量計(jì)測(cè)量性能要求 56.3單聲道氣體超聲流量計(jì)測(cè)量性能要求 66.4工作條件對(duì)測(cè)量性能的影響 67流量計(jì) 77.1組成和基本規(guī)定 7 77.3超聲換能器 87.4電子部件 97.5流量計(jì)算機(jī) 8安裝及維護(hù)要求 8.1安裝影響因素 8.2管道配置 8.3維護(hù) 9現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試要求 9.1通則 9.2測(cè)試內(nèi)容及步驟 9.3測(cè)試報(bào)告 10流量計(jì)算方法及測(cè)量不確定度估算 Ⅱ10.1流量計(jì)算方法 10.2流量測(cè)量不確定度估算 附錄A(資料性)氣體超聲流量計(jì)測(cè)量的基本原理 附錄B(資料性)流量計(jì)的實(shí)流校準(zhǔn) 附錄C(規(guī)范性)出廠測(cè)試要求 附錄D(資料性)具備的文件 附錄E(資料性)聲學(xué)噪聲的產(chǎn)生及防治措施 附錄F(資料性)流量計(jì)和流動(dòng)調(diào)整器的性能驗(yàn)證測(cè)試 附錄G(資料性)流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量性能的檢驗(yàn)和保證 參考文獻(xiàn) 圖1插入式氣體超聲流量測(cè)量的簡(jiǎn)化幾何關(guān)系示意圖 2圖2多聲道氣體超聲流量計(jì)測(cè)量性能要求匯總 圖3超聲流量計(jì)單向測(cè)量安裝示意圖 圖4超聲流量計(jì)雙向測(cè)量安裝示意圖 圖A.1光滑管紊流速度分布示意圖 圖A.2夸大的聲道曲率示意圖 圖A.3接收脈沖的簡(jiǎn)單檢測(cè)示意圖 圖E.1噪聲測(cè)量安裝示意圖 圖G.1一臺(tái)5聲道流量計(jì)用氮?dú)飧蓸?biāo)和實(shí)流校準(zhǔn)時(shí)的相對(duì)聲速偏差曲線示意圖 表E.1200kHz時(shí)管道元件對(duì)噪聲的衰減量 表G.1自診斷信息分析示例表 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T18604—2014《用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》,與GB/T18604—2014相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)增加了“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置和其他應(yīng)用場(chǎng)所”中的天然氣流量測(cè)量。刪除了“外夾式氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量參考本文件”(見(jiàn)第1章，2014年版的第1章);b)刪除了第3章“量”的內(nèi)容(見(jiàn)2014年版的3.1);c)刪除了速度采樣間隔、實(shí)流校準(zhǔn)系數(shù)、一個(gè)聲道失效時(shí)測(cè)量誤差的最大偏移術(shù)語(yǔ)(2014年版的d)增加了“天然氣組成”(見(jiàn)4.2.2,2014年版的4.2.2);e)刪除了“正常輸氣工作條件下，在流量計(jì)表體內(nèi)的附著物(如凝析液或帶有加工雜質(zhì)的油品殘留物、灰和砂等)會(huì)減少流量計(jì)的流通而積而影響計(jì)量準(zhǔn)確度，同時(shí)附著物還會(huì)阻礙或衰減超聲換能器發(fā)射和接收超聲信號(hào)，或者影響超聲信號(hào)在流量計(jì)表體內(nèi)壁的反射，因此對(duì)流量計(jì)應(yīng)定期檢查清洗”(見(jiàn)2014年版的5.1);f)增加了溫度要求的部件包括流量計(jì)表體、現(xiàn)場(chǎng)安裝電子裝置，及其相關(guān)外部設(shè)備、連接電纜和超聲換能器內(nèi)容(見(jiàn)5.3);g)更改了流量計(jì)長(zhǎng)度和口徑要求，增加了等徑和縮徑流量計(jì)的說(shuō)明和內(nèi)徑差的要求(見(jiàn)7.2.4,2014年版的7.2.4);h)增加了“縮徑流量計(jì)的取壓口應(yīng)位于縮徑部分，取壓口的連接管上應(yīng)標(biāo)注‘Pm’和當(dāng)有多個(gè)‘Pm’取壓口，在最大流量下，各取壓口壓力讀數(shù)的差值不應(yīng)超過(guò)100Pa”的要求(見(jiàn)7.2.6,2014年版的7.2.6);i)更改了組態(tài)和維護(hù)軟件要求，能量/熱值的顯示功能、參數(shù)設(shè)置可靠保存和不可更改的事件記錄功能的要求(見(jiàn)7.5.2,2014年版的7.5.2);j)增加了單、雙向測(cè)量安裝示意圖(見(jiàn)8.2.1);k)增加了“與流量計(jì)緊鄰的上、下游直管段內(nèi)表面粗糙度(Ra)不宜大于3.2×10-6m”的要求(見(jiàn)1)增加了“插入深度大于1/3D時(shí)溫度計(jì)套管需要特殊設(shè)計(jì)”,或采取其他措施以防止環(huán)境溫度對(duì)流量計(jì)計(jì)量性能的影響?！?見(jiàn)8.2.5);m)增加了“串聯(lián)計(jì)量”的相關(guān)要求(見(jiàn)8.2.8);n)增加了“定期檢查”的相關(guān)要求(見(jiàn)8.3.2);o)增加了“偏移量檢查”要求(見(jiàn)8.3.3);p)將聲速測(cè)試中計(jì)算方法依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)更改為GB/T30500(見(jiàn)9.2.3,2014年版的9.1.3);q)更改了“經(jīng)實(shí)流校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量測(cè)量不確定度評(píng)定公式7”(見(jiàn)10.4.2,2014年版的10.4.2)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)石油天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC355)提出并歸口。本文件起草單位：中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司天然氣研究院、中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司、中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司西南分公司、大慶油田有限責(zé)任公司、國(guó)家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司西氣東輸分公司、國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)西部管道有限責(zé)任公司、美卓倫儀表(常州)有限公司、上海中核維思儀器儀表股份有限公司、中油國(guó)際管道有限公司、德聞儀器儀表(上海)有限公司。本文件于2001年首次發(fā)布，2014年為第一次修訂，本次為第二次修訂。1用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量本文件規(guī)定了插入式傳播時(shí)間差法氣體超聲流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱“流量計(jì)”)的測(cè)量性能、流量計(jì)本體、安裝和維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試等要求，以及流量計(jì)算方法及測(cè)量不確定度估算。本文件適用于集輸裝置、輸氣管線、儲(chǔ)存設(shè)施、配氣系統(tǒng)、用戶計(jì)量系統(tǒng)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置和其他應(yīng)用場(chǎng)所中的天然氣流量測(cè)量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2624.2用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測(cè)量滿管流體流量第2部分：孔板GB/T3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求GB/T3836.2爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備GB/T3836.4爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備GB/T4208外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)GB/T11062天然氣發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃泊指數(shù)的計(jì)算方法GB/T13610天然氣的組成分析氣相色譜法GB/T17747(所有部分)天然氣壓縮因子的計(jì)算GB/T21446用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量GB/T30500氣體超聲流量計(jì)使用中檢驗(yàn)聲速檢驗(yàn)法GB/T35186天然氣計(jì)量系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)JJG1030超聲流量計(jì)SY/T0599天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂金屬材料技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。在流動(dòng)氣體中的相同行程內(nèi)，用順流和逆流傳播的兩個(gè)超聲信號(hào)的傳播時(shí)間差來(lái)確定沿聲道的氣體平均流速所進(jìn)行的氣體流量測(cè)量方法。把聲能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和反過(guò)來(lái)把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲能的組件。注：一般都是成對(duì)安裝，并同時(shí)工作。2信號(hào)處理單元signalprocessingunit;SPU結(jié)果等功能的電子設(shè)備。注：流量計(jì)的一部分。安裝超聲換能器和測(cè)壓接頭等部件，并經(jīng)過(guò)特殊制造，在各方面都符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的被測(cè)氣體通過(guò)的管段。在一對(duì)發(fā)射和接收超聲換能器間的超聲信號(hào)傳播的實(shí)際路徑。L一對(duì)超聲換能器端面之間的直線長(zhǎng)度。注：見(jiàn)圖1。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：D——測(cè)量管內(nèi)徑；L——聲道長(zhǎng)度；Txi——超聲換能器1;Tx?——超聲換能器2;X——超聲換能器1與超聲換能器2的聲道距離。圖1插入式氣體超聲流量測(cè)量的簡(jiǎn)化幾何關(guān)系示意圖3X聲道長(zhǎng)度在管道軸線的平行線上的投影長(zhǎng)度。φ聲道與管道軸線間的夾角。注：見(jiàn)圖1。[來(lái)源：GB/T8423.4—2022,4.1.30,有修改]氣體沿聲道的平均流速averageflowvelocityalongacousticpathV在聲道和流動(dòng)方向所決定的平面內(nèi)的氣體流速。氣體軸向平均流速meanaxialfluidvelocityV流量與測(cè)量橫截面面積之比。速度分布校正系數(shù)velocitydistributioncorrection氣體軸向平均流速與沿聲道的平均流速之比。零流量讀數(shù)zero-flowreading在氣體靜止?fàn)顟B(tài)下的最大允許流速讀數(shù)。q在最大流量和最小流量之間的流量值。注：它將流量范圍分割成兩個(gè)區(qū)，即“高區(qū)(q?~qmx)”和“低區(qū)(qmin～q?)”,兩個(gè)區(qū)的最大允許誤差不同。最大峰間誤差maximumpeak-to-peakerror;MPPE流量計(jì)在規(guī)定的流量范圍內(nèi)上限最大誤差點(diǎn)和下限最大誤差點(diǎn)之間的差值。[來(lái)源：GB/T8423.4—2022,4.2.4,有修改]聲速偏差speedofsounddeviation;SOSdeviation流量計(jì)測(cè)量得到的平均聲速與理論計(jì)算聲速之間的最大相對(duì)偏差。4由流量計(jì)、配套使用的上下游直管段、測(cè)溫孔、取壓孔以及流動(dòng)調(diào)整器共同組成的組件。4測(cè)量原理4.1基本原理傳播時(shí)間差法氣體超聲流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量高頻聲脈沖傳播時(shí)間得出氣體流量的速度式流量計(jì)。傳播時(shí)間是通過(guò)在管道外或管道內(nèi)成對(duì)的換能器之間傳送和接收到的聲脈沖進(jìn)行測(cè)量的。聲脈沖沿斜線方向傳播(見(jiàn)圖1),順流傳送的聲脈沖被氣流加速，而逆流傳送的聲脈沖則會(huì)被減速。其傳播時(shí)間差與氣體的軸向平均流速有關(guān)，從而使用數(shù)值計(jì)算技術(shù)計(jì)算出在工作條件下通過(guò)氣體超聲流量計(jì)的氣體軸向平均流速和流量。見(jiàn)附錄A。4.2測(cè)量準(zhǔn)確度的影響因素4.2.1影響測(cè)量準(zhǔn)確度的內(nèi)部因素主要為：a)流量計(jì)表體幾何尺寸和超聲換能器位置參數(shù)的準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性；b)用于傳播時(shí)間測(cè)量的超聲換能器和電子部件的質(zhì)量和準(zhǔn)確度，包括電子時(shí)鐘的穩(wěn)定性；c)用于傳播時(shí)間檢測(cè)和平均流速計(jì)算的采樣周期和積分計(jì)算方法；d)校準(zhǔn)，包括對(duì)電子部件和超聲換能器信號(hào)滯后的補(bǔ)償。4.2.2影響測(cè)量準(zhǔn)確度的內(nèi)部因素主要為：a)氣流速度分布；b)溫度梯度；c)氣流脈動(dòng)；d)聲學(xué)和電磁噪聲；e)固體和液體沉積；f)幾何尺寸隨時(shí)間推移的變化；g)天然氣組成。5工作條件5.1天然氣氣質(zhì)流量計(jì)所測(cè)量的天然氣組分應(yīng)在GB/T17747(所有部分)所規(guī)定的范圍內(nèi)，天然氣的相對(duì)密度為當(dāng)出現(xiàn)下列任一情況時(shí)，應(yīng)向制造廠咨詢流量計(jì)的材質(zhì)、超聲換能器的選型，以及流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度是否滿足要求：a)CO?含量超過(guò)10%;b)在接近天然氣混合物臨界密度的條件下工作；c)總硫含量超過(guò)460mg/m3。注：總硫含量是指包括硫醇、硫化氫、硫醚在內(nèi)的所有硫化合物的總含量。5超聲換能器的最低工作壓力應(yīng)保證聲脈沖在天然氣中能正常傳播。制造廠應(yīng)根據(jù)用戶的實(shí)際工況要求提供滿足溫度范圍要求的流量計(jì)，包括流量計(jì)表體、現(xiàn)場(chǎng)安裝電子裝置，及其相關(guān)外部設(shè)備、電纜連接和超聲換能器規(guī)定工作和環(huán)境溫度范圍。流量計(jì)的工作介質(zhì)溫度宜為(一20～60)℃,且工作環(huán)境溫度范圍宜為(-40～60)℃。5.4流量范圍及流動(dòng)方向流量計(jì)的流量測(cè)量范圍由氣體的實(shí)際流速確定，被測(cè)天然氣的典型流速范圍宜為(0.3～30)m/s。用戶應(yīng)核實(shí)被測(cè)氣體流速在制造廠聲明的流量范圍內(nèi)，且流量計(jì)性能應(yīng)符合第6章的規(guī)定。由于存在溫度梯度和非理想的速度分布，低于分界流量q?工作的超聲流量計(jì)可能產(chǎn)生較大的測(cè)量不確定度。流量計(jì)具有雙向測(cè)量的能力，且雙向測(cè)量的準(zhǔn)確度相同。用戶應(yīng)指出是否需要雙向測(cè)量，以便制造廠適當(dāng)組態(tài)信號(hào)處理單元參數(shù)。5.5速度分布理想條件下，進(jìn)入流量計(jì)的天然氣流態(tài)應(yīng)是對(duì)稱的充分發(fā)展的紊流速度分布。上游管路配置(即各種上游管道配件、調(diào)壓閥以及直管段的長(zhǎng)度等)會(huì)影響進(jìn)入流量計(jì)的氣體速度剖面，從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度，影響的大小和正負(fù)在一定程度上與流量計(jì)的補(bǔ)償能力相關(guān)。6測(cè)量性能要求6.1總體要求本章規(guī)定了流量計(jì)應(yīng)滿足的一組最低測(cè)量性能要求。在進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整之前，流量計(jì)就應(yīng)滿足這些性能要求，以保證不因進(jìn)行校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整而掩蓋了流量計(jì)自身的問(wèn)題和缺陷。注：實(shí)流校準(zhǔn)見(jiàn)附錄B。用戶應(yīng)按照第7章的規(guī)定對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，應(yīng)按照第8章的規(guī)定進(jìn)行安裝，以保證流量計(jì)在滿足最低性能要求基礎(chǔ)上提高測(cè)量準(zhǔn)確度。對(duì)每一結(jié)構(gòu)尺寸的流量計(jì)，制造廠應(yīng)聲明流量界限值，即最小流量qmin、分界流量q.和最大流量qmx。不論是否經(jīng)過(guò)實(shí)流校準(zhǔn)，在制造廠聲明的流量范圍內(nèi)，流量計(jì)都應(yīng)滿足本章的測(cè)量性能要求。6.2多聲道氣體超聲流量計(jì)測(cè)量性能要求在進(jìn)行校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整之前，所有多聲道氣體超聲流量計(jì)的一般測(cè)量性能應(yīng)滿足下列要求：——重復(fù)性：≤0.2%(q?≤q≤qmx),≤0.4%(qmn≤q<q?)——零流量讀數(shù)：對(duì)于每一聲道：<6mm/s;——聲速偏差：±0.2%;——各聲道間的最大聲速差：0.5m/s。6注1:多聲道氣體超聲流量計(jì)是指有兩個(gè)或兩個(gè)以上聲道的流量計(jì)。注2:速度采樣間隔指一對(duì)超聲換能器或聲道進(jìn)行相鄰兩次氣體流速測(cè)量的時(shí)間間隔。6.2.2大口徑流量計(jì)的準(zhǔn)確度在進(jìn)行校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整之前，口徑等于或大于300mm的多聲道氣體超聲流量計(jì)應(yīng)滿足圖2及下列測(cè)量準(zhǔn)確度要求：——最大誤差：±0.7%(q?≤q≤qmx);±1.4%(qmm≤q<q)——最大峰間誤差：0.7%(qi≤q≤qmx);1.4%(qmin≤q<q?)。6.2.3小口徑流量計(jì)的準(zhǔn)確度在進(jìn)行校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整之前，口徑小于300mm的多聲道氣體超聲流量計(jì)應(yīng)滿足圖2及下列測(cè)量準(zhǔn)確度要求：——最大誤差：±1.0%(q?≤q≤qmax);±1.4%(qmin≤q<q?);——最大峰間誤差：1.0%(q?≤q≤qmx);1.4%(qmin≤q<q?)。注：當(dāng)聲道長(zhǎng)度較短時(shí)，在紊流氣體中測(cè)量聲波傳播時(shí)間比較困難，因此對(duì)小口徑流量計(jì)的要求較低。圖2多聲道氣體超聲流量計(jì)測(cè)量性能要求匯總6.3單聲道氣體超聲流量計(jì)測(cè)量性能要求單聲道氣體超聲流量計(jì)的測(cè)量性能可比多聲道氣體超聲流量計(jì)的測(cè)量性能要求低，具體指標(biāo)由制造廠提供。注：?jiǎn)温暤罋怏w超聲流量計(jì)是指只有一個(gè)聲道的流量計(jì)。6.4工作條件對(duì)測(cè)量性能的影響在第5章規(guī)定的工作條件下，流量計(jì)不需任何人工調(diào)整就應(yīng)滿足6.1和6.2規(guī)定的測(cè)量性能要求。當(dāng)需人工輸入物性參數(shù)來(lái)確定天然氣流動(dòng)條件下的物性參數(shù)(密度和黏度等)時(shí)，制造廠應(yīng)給出流量計(jì)7受這些參數(shù)影響的敏感程度，以便當(dāng)工作條件改變時(shí)，用戶可確定這些改變所帶來(lái)的影響是否可以接受。7.1組成和基本規(guī)定流量計(jì)主要由以下兩部分組成：a)流量計(jì)表體、超聲換能器及其安裝部件。b)由電子組件和微處理器系統(tǒng)組成的信號(hào)處理單元(SPU)。流量計(jì)表體和其他所有部件，包括承壓構(gòu)件和外部電子組件，其材料應(yīng)滿足流量計(jì)工作條件和計(jì)量系統(tǒng)工藝要求。若用戶有特殊要求，則應(yīng)滿足指定的安裝條件。在流量計(jì)出廠前，制造廠應(yīng)對(duì)其進(jìn)行出廠測(cè)試，并向用戶提供出廠測(cè)試報(bào)告。出廠測(cè)試應(yīng)符合附錄C的規(guī)定，具備的文件見(jiàn)附錄D。7.2表體7.2.1最大工作壓力流量計(jì)的最大設(shè)計(jì)工作壓力應(yīng)為流量計(jì)表體、法蘭、超聲換能器部件及其安裝連接件的最大工作壓力的最小值。7.2.2抗腐蝕要求用于含H?S、CO?等腐蝕性介質(zhì)的流量計(jì)材料應(yīng)符合SY/T0599的規(guī)定。流量計(jì)的外部零件應(yīng)用抗腐蝕材料制造，或者用天然氣工業(yè)典型大氣環(huán)境中的抗腐蝕涂層進(jìn)行保護(hù)。7.2.3適應(yīng)環(huán)境的能力流量計(jì)外殼和各個(gè)組件應(yīng)符合GB/T4208的規(guī)定，且至少應(yīng)達(dá)到IP65的等級(jí)要求。制造廠應(yīng)給出各個(gè)壓力等級(jí)和口徑下的流量計(jì)表體的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。為了與已有的管路相匹配，用戶可指定不同的長(zhǎng)度和流量計(jì)口徑。對(duì)等徑流量計(jì)，任何位置測(cè)量得到的內(nèi)徑與平均內(nèi)徑的偏差應(yīng)在0.5%以內(nèi)，對(duì)縮徑流量計(jì)，測(cè)量區(qū)域內(nèi)得到的內(nèi)徑與平均內(nèi)徑的偏差應(yīng)在0.5%以內(nèi)。7.2.5超聲換能器端口天然氣中可能含有雜質(zhì)(如凝析液或粉塵),所設(shè)計(jì)的超聲換能器端口應(yīng)減少液體或固體在其上停留的可能性，根據(jù)用戶要求可設(shè)置帶壓拆裝超聲換能器的閥。流量計(jì)表體上應(yīng)有一個(gè)取壓孔用以測(cè)量靜壓。每個(gè)取壓孔的公稱直徑應(yīng)在4m～10mm之間，當(dāng)8流量計(jì)表體的壁厚小于20mm時(shí)，取壓孔公稱直徑應(yīng)為4mm,并且從流量計(jì)表體內(nèi)壁起，至少在取壓孔公稱直徑2.5倍長(zhǎng)度內(nèi)為圓柱形，且取壓孔軸線應(yīng)垂直于測(cè)量管軸線。流量計(jì)表體內(nèi)壁取壓孔邊緣應(yīng)為直角，且無(wú)毛刺和卷邊。每個(gè)取壓孔應(yīng)具有安裝隔離閥的內(nèi)螺紋和回轉(zhuǎn)空間。內(nèi)螺紋的規(guī)格宜為1/4"FNPT(FNPT為60°錐管內(nèi)螺紋)或1/2"FNPT。取壓孔應(yīng)設(shè)在流量計(jì)表體的頂部、左側(cè)或右側(cè)，縮徑流量計(jì)的取壓口應(yīng)位于縮徑部分，取壓口的連接管上應(yīng)標(biāo)注“Pm”。必要時(shí)可增設(shè)取壓孔，以便為用戶提供安裝壓力變送器的靈活性，并利于維護(hù)和將壓力變送器導(dǎo)壓管內(nèi)的凝液排回流量計(jì)表體內(nèi)。當(dāng)有多個(gè)“Pm”取壓口，在最大流量下，各取壓口壓力讀數(shù)的差值不應(yīng)超過(guò)100Pa。7.2.7流量計(jì)標(biāo)記流量計(jì)銘牌應(yīng)包含以下內(nèi)容：a)制造廠名稱，流量計(jì)的型號(hào)、系列號(hào)和制造年月；b)公稱壓力和總質(zhì)量；c)公稱直徑和內(nèi)徑；d)最高和最低儲(chǔ)存溫度；e)工作壓力和工作溫度范圍；f)在工作狀態(tài)下最大流量、最小流量及分界流量；g)氣體流動(dòng)的正方向；h)防爆等級(jí)。為便于識(shí)別，每一個(gè)超聲換能器端口應(yīng)標(biāo)有永久性的獨(dú)特標(biāo)志。當(dāng)在流量計(jì)表體上采用壓模標(biāo)記7.2.8外觀質(zhì)量要求外觀質(zhì)量滿足以下要求：剝落現(xiàn)象；b)所有文字和符號(hào)應(yīng)鮮明、清晰；c)密封面應(yīng)光滑，不應(yīng)有損傷。流量計(jì)放置在坡度為10%的光滑平面上時(shí)應(yīng)不能滾動(dòng)，以防止在安裝或維護(hù)期間將其臨時(shí)放在地面上時(shí)損壞突出的超聲換能器和信號(hào)處理單元。流量計(jì)還應(yīng)設(shè)計(jì)成在運(yùn)輸和安裝期間容易安全搬動(dòng)，并應(yīng)設(shè)計(jì)有吊孔和吊索放置的空間。制造廠應(yīng)提供流量計(jì)上下游法蘭上的定位銷，以保證流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的正確定位。7.3超聲換能器制造廠應(yīng)給出超聲換能器的一般技術(shù)指標(biāo)，如：關(guān)鍵的尺寸、最大允許工作壓力、工作壓力范圍、工作溫度范圍、氣體組分限制、換能器工作頻率等。制造廠應(yīng)明確安裝、啟動(dòng)、維護(hù)和工作期間流量計(jì)的降壓和升壓速率，流量計(jì)的壓降速率不宜超過(guò)90.5MPa/min。更換、拆卸或重新安裝超聲換能器時(shí)，不應(yīng)改變流量計(jì)的性能。即在更換超聲換能器和對(duì)信號(hào)處理單元軟件常數(shù)作相應(yīng)調(diào)整后，流量計(jì)的測(cè)量性應(yīng)仍能滿足第6章的要求。制造廠應(yīng)指明更換超聲換能器的工作程序及需要進(jìn)行的機(jī)械、電氣和其他方面的測(cè)試及調(diào)整。制造廠應(yīng)對(duì)每一只或每一對(duì)超聲換能器進(jìn)行測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果應(yīng)作為超聲流量計(jì)質(zhì)量保證體系的一部分以文檔的形式記錄并保存。每一只超聲換能器應(yīng)標(biāo)有永久系列號(hào)并由制造廠提供7.3.1要求的技術(shù)參數(shù)。當(dāng)信號(hào)處理單元要求專門(mén)的超聲換能器特性參數(shù)時(shí)，應(yīng)提供每一只或每一對(duì)超聲換能器的測(cè)試文件，包括專門(mén)的校準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)，使用的校準(zhǔn)方法及特性參數(shù)。7.4電子部件制造廠應(yīng)給出信號(hào)處理單元(SPU)的唯一性標(biāo)識(shí)。電子部件的測(cè)試應(yīng)符合JJG1030的規(guī)定。安裝在非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的電源部分和工作接口等遠(yuǎn)程單元應(yīng)用屏蔽電纜與信號(hào)處理單元連接。信號(hào)處理單元應(yīng)在第6章中規(guī)定的流量計(jì)測(cè)量性能要求指標(biāo)范圍內(nèi)和第5章規(guī)定的環(huán)境條件下工作，并且當(dāng)更換整個(gè)信號(hào)處理單元或部分模塊時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量性能的明顯改變(見(jiàn)7.3.3)。信號(hào)處理單元應(yīng)有監(jiān)視計(jì)時(shí)功能，以保證在程序故障鎖死的情況下重新啟動(dòng)信號(hào)處理單元。流量計(jì)供電電源宜為50Hz、220V交流電源或者(12～24)V直流電源或電池。7.4.2輸出信號(hào)技術(shù)要求信號(hào)處理單元至少應(yīng)具有下列輸出信號(hào)：a)代表工作條件下體積流量的頻率信號(hào)；b)串行通信數(shù)據(jù)接口，例如RS—232、RS—485或等效的接口。流量計(jì)還應(yīng)具有針對(duì)工作條件下體積流量的(4～20)mA模擬信號(hào)。流量信號(hào)應(yīng)可調(diào)節(jié)到最大流量的120%。流量計(jì)還應(yīng)具有設(shè)置小流量切除功能，即當(dāng)流量低于某一最小值時(shí)設(shè)定其輸出為0(但對(duì)串行通信數(shù)據(jù)輸出時(shí)不適用)。當(dāng)超過(guò)流量計(jì)的最大流量時(shí)，制造廠應(yīng)向用戶提供可以選擇的流量輸出，這些流量輸出可以是零、最大流量或用戶確定的流量。對(duì)雙向流應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)提供兩個(gè)獨(dú)立的流量輸出和一個(gè)流向狀態(tài)輸出及串行通信數(shù)據(jù)值，由相應(yīng)的流量計(jì)算機(jī)和流向狀態(tài)輸出信號(hào)分別進(jìn)行流量的累積計(jì)算。所有輸出信號(hào)應(yīng)與地隔離并具備過(guò)電壓保護(hù)。流量計(jì)的所有電子部件，應(yīng)由具備能力的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析、測(cè)試和取證，然后在每臺(tái)流量計(jì)上貼上標(biāo)簽。流量計(jì)的電氣設(shè)備和儀表的防爆等級(jí)應(yīng)符合GB/T3836.1的規(guī)定，隔爆型電器設(shè)備和儀表應(yīng)符合GB/T3836.2的規(guī)定，本質(zhì)安全型電路和電器設(shè)備應(yīng)符合GB/T3836.4的規(guī)定，其他防爆型式的電器設(shè)備也應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。用戶可指定流量計(jì)應(yīng)滿足的防爆等級(jí)，以適應(yīng)更加安全的安裝要求。更換或重新安裝超聲換能器、線纜、電子部件和軟件后，制造廠應(yīng)向用戶提供一套工作程序和數(shù)據(jù)，以保證任一部件進(jìn)行更換或重新安裝后，流量計(jì)的測(cè)量性能仍能滿足第6章的要求，且更換后的功能不低于更換前的功能。在更換部件前，應(yīng)保存一套數(shù)據(jù)(見(jiàn)7.5.5),當(dāng)更換部件后，用戶應(yīng)將各聲道間的速度比、聲速比等與更換前數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確保流量計(jì)的測(cè)量性能仍能滿足第6章的要求。部件更換后，宜對(duì)流量計(jì)重新校準(zhǔn)。7.5流量計(jì)算機(jī)用于流量計(jì)控制和工作的計(jì)算機(jī)代碼應(yīng)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，所有流量計(jì)算常數(shù)和人工輸入的參數(shù)也應(yīng)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。制造廠應(yīng)保存所有對(duì)硬件修改的記錄，包括修改系列號(hào)、修改日期、適用的流量計(jì)型號(hào)、電路板修改和對(duì)硬件改變的描述。檢查者通過(guò)目測(cè)檢查硬件模塊、顯示器或數(shù)據(jù)通信口，得到硬件修改號(hào)、修改日期、系列號(hào)和檢查次數(shù)。制造廠可隨時(shí)提供改進(jìn)的硬件，以改變流量計(jì)的性能或增加更多的功能。制造廠應(yīng)通知用戶硬件的修改是否影響經(jīng)實(shí)流校準(zhǔn)的流量計(jì)的準(zhǔn)確度。7.5.2組態(tài)和維護(hù)軟件流量計(jì)應(yīng)具有對(duì)信號(hào)處理單元進(jìn)行就地和遙控組態(tài)及監(jiān)控流量計(jì)運(yùn)行，以及報(bào)警、故障指示的軟件。該軟件至少應(yīng)顯示和記錄下列數(shù)據(jù)：a)瞬時(shí)流量；b)能量/熱值；c)軸向平均流速；d)平均聲速；e)每一聲道的自動(dòng)增益水平；f)信噪比；g)軸向流速；h)聲速；i)信號(hào)質(zhì)量。制造商可用流量計(jì)的部分嵌入軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能。7.5.3檢查和檢驗(yàn)功能為了進(jìn)行查驗(yàn)，當(dāng)流量計(jì)工作時(shí)應(yīng)能在流量計(jì)算機(jī)上檢查和確認(rèn)所有流量計(jì)算常數(shù)和參數(shù)。檢查或檢驗(yàn)人員可查看和打印信號(hào)處理單元的流量測(cè)量組態(tài)參數(shù)。影響流量計(jì)性能的參數(shù)應(yīng)有保護(hù)措施，包括鉛封的開(kāi)關(guān)或跳線、固化的可編程只讀存儲(chǔ)器芯片或在信號(hào)處理單元中設(shè)置密碼。檢驗(yàn)人員應(yīng)能夠驗(yàn)證任一特定流量計(jì)所采用的全部算法、常數(shù)和組態(tài)參數(shù)，確保流量計(jì)達(dá)到或優(yōu)于原來(lái)流量計(jì)實(shí)流測(cè)試時(shí)的性能，或者達(dá)到或優(yōu)于該特定流量計(jì)經(jīng)最近一次實(shí)流校準(zhǔn)且改變其校準(zhǔn)系數(shù)時(shí)的性能。用戶應(yīng)建立流量計(jì)的基礎(chǔ)資料，保存流量計(jì)在出廠測(cè)試、實(shí)流校準(zhǔn)和初始安裝等過(guò)程中的聲道傳播時(shí)間、聲道自動(dòng)增益控制、沿每一聲道的聲速、平均聲速、軸向平均流速以及未經(jīng)修正的體積量等數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，以確定不同條件下的流量計(jì)是否工作正常，并決定在更換電子組件或硬件后是否需要對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。流量計(jì)應(yīng)以故障安全型繼電器觸點(diǎn)或與地隔離的無(wú)源觸點(diǎn)的形式提供下列報(bào)警狀態(tài)輸出：a)輸出失效：當(dāng)在管輸條件下指示的流量無(wú)效時(shí)；b)故障狀態(tài)：當(dāng)若干個(gè)監(jiān)視參數(shù)中的任何一個(gè)在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)超出了正常工作范圍；c)部分失效：當(dāng)多個(gè)聲道的一個(gè)或多個(gè)無(wú)法使用時(shí)。制造廠應(yīng)通過(guò)RS-232、RS-485或同等的串行通信口至少提供下列診斷測(cè)量數(shù)據(jù)：a)每一聲道的自動(dòng)增益控制水平；b)每一聲道的信噪比；c)通過(guò)流量計(jì)的平均軸向流速；d)每一聲道的流速(或相當(dāng)于評(píng)價(jià)流速分布);e)沿每一聲道的聲速；f)平均聲速；g)平均時(shí)間間隔；h)每一聲道接收到的脈沖的百分比；i)狀態(tài)和測(cè)量效果指示；j)報(bào)警、故障指示和相應(yīng)的歷史記錄。流量計(jì)算機(jī)應(yīng)具有工作條件下理論聲速計(jì)算的功能，該理論聲速計(jì)算方法應(yīng)是GB/T30500中規(guī)定的聲速計(jì)算方法或其他與其計(jì)算結(jié)果相同的方法。其他技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T21446中天然氣流量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本技術(shù)要求。8安裝及維護(hù)要求8.1安裝影響因素安裝流量計(jì)的外界環(huán)境溫度應(yīng)符合5.3的規(guī)定，同時(shí)應(yīng)根據(jù)安裝點(diǎn)具體的環(huán)境及工作條件，對(duì)流量計(jì)組件采取必要的隔熱、防凍及其他保護(hù)措施(如遮雨、防曬等)。流量計(jì)的安裝應(yīng)避開(kāi)振動(dòng)環(huán)境，特別要避開(kāi)可引起信號(hào)處理單元、超聲換能器等部件發(fā)生共振的環(huán)境。在安裝流量計(jì)及其相關(guān)的連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)避開(kāi)可能存在較強(qiáng)電磁或電子干擾的環(huán)境，否則應(yīng)咨詢制造廠并采取必要的防護(hù)措施。8.1.4聲學(xué)噪聲流量計(jì)的安裝應(yīng)防止聲學(xué)噪聲對(duì)測(cè)量性能產(chǎn)生的不利影響。在調(diào)壓計(jì)量站中，流量計(jì)應(yīng)安裝在調(diào)節(jié)閥的上游。聲學(xué)噪聲的產(chǎn)生及防治措施見(jiàn)附錄E。當(dāng)流量計(jì)附近存在流動(dòng)脈動(dòng)時(shí)，應(yīng)采取措施減小脈動(dòng)導(dǎo)致的附加測(cè)量不確定度。8.2管道配置8.2.1流動(dòng)方向和直管段要求流量計(jì)單向測(cè)量的流動(dòng)方向及安裝見(jiàn)圖3。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——流量計(jì)；l?——流動(dòng)調(diào)整器至上游阻流件的直管段長(zhǎng)度；l?——流量計(jì)的上游直管段長(zhǎng)度；l?——溫度儀表至流量計(jì)下游端面直管段長(zhǎng)度，l?=2D～5D;l?——下游直管段的長(zhǎng)度。圖3超聲流量計(jì)單向測(cè)量安裝示意圖當(dāng)流量計(jì)具有雙向測(cè)量功能，且被用于雙向測(cè)量，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，流量計(jì)的兩端都應(yīng)視為上游，即下游的管道配置形式和相關(guān)技術(shù)要求應(yīng)與上游一致，見(jiàn)圖4,并符合8.2.2～8.2.9的規(guī)定。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——流量計(jì)；l?——流動(dòng)調(diào)整器至上游阻流件的長(zhǎng)度；l?——流量計(jì)的上、下游測(cè)量管長(zhǎng)度；l?——溫度儀表至流量計(jì)下游斷面長(zhǎng)度，l?=3D～5D。圖4超聲流量計(jì)雙向測(cè)量安裝示意圖8.2.2管道安裝為保證在流量計(jì)的全量程范圍內(nèi)，流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量性能滿足第6章的要求，且安裝條件引起的附加測(cè)量誤差不超過(guò)士0.3%,制造廠應(yīng)按照用戶提供的流量計(jì)預(yù)期安裝條件，推薦流量計(jì)上、下游直管段長(zhǎng)度，以及是否帶流動(dòng)調(diào)整器。如果制造廠未提供流量計(jì)上、下游直管段長(zhǎng)度要求和流動(dòng)調(diào)整器的安裝要求時(shí)，或者用戶無(wú)法提供預(yù)期的安裝條件時(shí)，不帶流動(dòng)調(diào)整器的情況下，流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度至少50D;帶有流動(dòng)調(diào)整器的情況下，流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度至少30D,且流動(dòng)調(diào)整器宜安裝在流量計(jì)上游10D處。流量計(jì)下游直管段長(zhǎng)度至少應(yīng)為5D。8.2.3突入物和對(duì)中流量計(jì)連接法蘭內(nèi)徑與其緊鄰的上、下游直管段應(yīng)具有相同的內(nèi)徑，其偏差應(yīng)在管徑的1%以內(nèi)，且不超過(guò)3mm。流量計(jì)及其緊鄰的直管段在組裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格對(duì)中，并保證其內(nèi)部流通通道的光滑、平直，不應(yīng)在連接部分出現(xiàn)臺(tái)階及突入的墊片等擾動(dòng)氣流的障礙。與流量計(jì)匹配的直管段，其內(nèi)壁應(yīng)無(wú)銹蝕及其他機(jī)械損傷。在組裝之前，應(yīng)除去流量計(jì)及其連接管內(nèi)的防銹油或沙石或灰塵等附屬物。使用中也應(yīng)隨時(shí)保持介質(zhì)流通通道的干凈、光滑。與流量計(jì)緊鄰的上、下游直管段內(nèi)表面粗糙度(Ra)不宜大于3.2μm。8.2.5測(cè)溫孔和取樣孔當(dāng)流量計(jì)只是進(jìn)行單向流測(cè)量時(shí)，應(yīng)將測(cè)溫孔和取樣孔設(shè)在流量計(jì)下游距法蘭端面(2～5)D之間；當(dāng)流量計(jì)是用于雙向流測(cè)量，測(cè)溫孔和取樣孔應(yīng)設(shè)在距流量計(jì)法蘭端面(3～5)D之間。多個(gè)測(cè)溫孔不應(yīng)呈直線排列，制造廠或供貨商應(yīng)向用戶提供與流量計(jì)聲道布置有關(guān)的最佳測(cè)溫孔位置。制造廠應(yīng)給出測(cè)溫孔相對(duì)于聲道的安裝方位。測(cè)溫孔軸線與管道軸線宜垂直。測(cè)溫孔的安裝應(yīng)保證管道的熱傳遞、測(cè)溫套管的附屬組件和太陽(yáng)熱輻射不影響氣體溫度的測(cè)量。溫度計(jì)套管和取樣探頭插入深度宜為1/3D,對(duì)于DN300(DN為管道的公稱直徑)及以上的大口徑流量計(jì)，插入深度不應(yīng)超過(guò)125mm。插入深度大于1/3D時(shí)，溫度計(jì)套管需要特殊設(shè)計(jì)，應(yīng)避免高速氣流引起測(cè)溫套的共振。當(dāng)環(huán)境溫度和氣體溫度差異大時(shí)，在流量計(jì)上游管道至下游管道上最遠(yuǎn)的測(cè)溫孔下游1D處宜加裝隔熱層，并在流量計(jì)上安裝遮陽(yáng)棚或采取其他措施以防止環(huán)境溫度對(duì)流量計(jì)計(jì)量性能的影響。超聲流量計(jì)宜安裝板式流動(dòng)調(diào)整器，板式流動(dòng)調(diào)整器應(yīng)符合GB/T2624.2中流動(dòng)調(diào)整器的規(guī)定，其性能驗(yàn)證測(cè)試見(jiàn)附錄F。注：是否安裝流動(dòng)調(diào)整器以及安裝哪種形式的流動(dòng)調(diào)整器，主要取決于兩個(gè)方面的因素：所選擇的流量計(jì)種類(單聲道或多聲道)及流量計(jì)上游速度剖面受干擾的嚴(yán)重程度。8.2.7流量計(jì)安裝方位流量計(jì)應(yīng)水平安裝，其他安裝方式應(yīng)咨詢制造廠。在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，應(yīng)留檢修空間。當(dāng)采用串聯(lián)計(jì)量時(shí)，流量計(jì)宜來(lái)自不同的制造商，或具有不同的聲道配置。兩臺(tái)流量計(jì)間距宜不低于15D,并確保每臺(tái)流量計(jì)的換能器端口和換能器聲波激勵(lì)不會(huì)干擾相鄰流量計(jì)的流量穩(wěn)定性和信號(hào)檢測(cè)，每臺(tái)流量計(jì)應(yīng)配壓力、溫度測(cè)量設(shè)備和數(shù)據(jù)采集通道，且測(cè)量性能應(yīng)符合第6章的要求。串聯(lián)計(jì)量用流量計(jì)組件宜一起檢定或校準(zhǔn)。在氣質(zhì)較臟的場(chǎng)合，可在流量計(jì)的上游安裝效果良好的氣體過(guò)濾器，過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)能保證在最大流量下產(chǎn)生盡可能小的壓力損失和流態(tài)改變。在使用過(guò)程中，應(yīng)監(jiān)測(cè)過(guò)濾器的差壓，定期進(jìn)行污物排放和清洗，確保過(guò)濾器在良好的狀態(tài)下工作。8.3.1日常維護(hù)制造廠應(yīng)負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行基本操作及維護(hù)技能培訓(xùn)。日常維護(hù)主要是根據(jù)超聲流量計(jì)的自診斷系統(tǒng)反饋的信息有針對(duì)性地進(jìn)行檢查、維護(hù)，以確保流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量性能，相關(guān)技術(shù)要求見(jiàn)附檢查頻率應(yīng)根據(jù)制造廠的建議周期確定或每年至少1次。檢查內(nèi)容包括信號(hào)處理單元及計(jì)時(shí)系統(tǒng)是否工作正常、聲道有無(wú)故障、零流量測(cè)量是否準(zhǔn)確、超聲換能器表面是否有沉積物、信號(hào)增益是否有明顯變化等。并應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，檢查鄰近管道內(nèi)是否有沉積物，根據(jù)檢查情況進(jìn)行排污或清洗。檢查本次檢定或校準(zhǔn)結(jié)果與上次檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的偏移量，偏移量應(yīng)滿足氣體超聲流量計(jì)檢定規(guī)程的要求，確保流量計(jì)計(jì)量性能受控。9現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試要求9.1通則制造廠應(yīng)向使用者提供流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試的書(shū)面文件。當(dāng)需要對(duì)氣體超聲流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證9.2測(cè)試內(nèi)容及步驟外觀檢查時(shí)，應(yīng)檢查流量計(jì)內(nèi)腔和超聲換能器是否有污物沉積、磨損或其他可能影響流量計(jì)性能的損傷。9.2.2零流量讀數(shù)檢查在無(wú)流動(dòng)介質(zhì)的情況下，檢查流量計(jì)的讀數(shù)是否為零或在流量計(jì)本身規(guī)定的允許范圍內(nèi)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試時(shí)，可進(jìn)行聲速測(cè)試。測(cè)試時(shí)，首先測(cè)出某一工作條件下的實(shí)際聲速，再按GB/T30500規(guī)定的方法或其他與其計(jì)算結(jié)果相同的方法計(jì)算出相同工作條件下的理論聲速，二者的差值應(yīng)符合6.1.1中的規(guī)定。9.3測(cè)試報(bào)告力、溫度及安裝方式等)、測(cè)試機(jī)構(gòu)及人員、測(cè)試內(nèi)容及方法、測(cè)試結(jié)果、異常情況原因分析及建議措施。10流量計(jì)算方法及測(cè)量不確定度估算10.1流量計(jì)算方法10.1.1標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量計(jì)算體積計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)參比條件：壓力為101.325kPa(絕對(duì)壓力),溫度為20℃。能量計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)參比條件：壓力為101.325kPa(絕對(duì)壓力),溫度為20℃,干基。也可使用合同規(guī)定的其他參比條件。流量計(jì)工作條件下的天然氣流量計(jì)算方法見(jiàn)附錄A。在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量應(yīng)根據(jù)在線實(shí)測(cè)的氣流靜壓和溫度，按氣體狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的瞬時(shí)體積流量按公式(1)計(jì)算：qn——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的瞬時(shí)體積流量，單位為立方米每秒(m3/s);qt——工作條件下的瞬時(shí)體積流量，單位為立方米每秒(m2/s);pn——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的絕對(duì)壓力，單位為兆帕(MPa);pc——工作條件下的絕對(duì)靜壓力，單位為兆帕(MPa);Ta——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的熱力學(xué)溫度，單位為開(kāi)爾文(K);T?——工作條件下的熱力學(xué)溫度，單位為開(kāi)爾文(K);Zn——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的壓縮因子；Z?——工作條件下的壓縮因子。Zn、Z?應(yīng)按GB/T17747(所有部分)的規(guī)定計(jì)算得出。標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的累積體積量按公式(2)計(jì)算：Qn——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下在t?~t一段時(shí)間內(nèi)的累積體積量，單位為立方米(m3);qn——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的瞬時(shí)體積流量，單位為立方米每秒(m3/s);t?！M(jìn)行累積流量積分的初始時(shí)間，單位為秒(s);t——進(jìn)行累積流量積分的結(jié)束時(shí)間，單位為秒(s)。質(zhì)量流量按公式(3)計(jì)算：gm=9n×pn………(3)qm——質(zhì)量流量，單位為千克每秒(kg/s);pn——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的天然氣密度，單位為千克每立方米(kg/m3)。10.1.1.5能量流量能量流量按公式(4)計(jì)算：式中：q?=qn×H、……………q?！芰苛髁?，單位為兆焦每秒(MJ/s);焦每立方米(MJ/m3)。10.1.2標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量測(cè)量值的計(jì)算制造廠已將流量計(jì)和相關(guān)流量計(jì)算機(jī)做成一個(gè)流量計(jì)量系統(tǒng)，用戶可根據(jù)自己的需要選擇。10.1.2.2合同參比條件下的流量當(dāng)輸出為合同參比條件下的流量時(shí)，如果合同參比條件與標(biāo)準(zhǔn)參比條件相同，則輸出指示值為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量值；如果不同，應(yīng)按公式(1)、公式(2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量，計(jì)算結(jié)果值為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量測(cè)量值。10.1.2.3輸出為工作條件下的流量當(dāng)輸出為工作條件下的流量時(shí)，應(yīng)按公式(1)、公式(2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量，計(jì)算結(jié)果值為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量測(cè)量值。10.1.3工作條件下的常用流量計(jì)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的常用流量(qn)應(yīng)按公式(1)計(jì)算到工作條件下的常用流量(qr),選擇流量計(jì)規(guī)格時(shí)，應(yīng)按計(jì)量系統(tǒng)工作壓力、溫度和流速范圍進(jìn)行選擇。10.2流量測(cè)量不確定度估算10.2.1未經(jīng)實(shí)流校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量測(cè)量不確定度估算根據(jù)公式(1),各不確定度分量靈敏系數(shù)均為1,標(biāo)準(zhǔn)參比條件下體積流量測(cè)量不確定度可用公式(5)和公式(6)進(jìn)行估算。u;(qn)=√u;(qt)2+u;(P?)2+u.(T)2+u(Zi)2+ur(Zn)2+u,(an)2; (5)U,(qn)=k·u;(qn)(k=2) (6)式中：U,(qn)——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量擴(kuò)展測(cè)量不確定度；u(qn)——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度；u(qr)——操作條件下的體積流量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度，可由流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)確定；u(P?)——操作條件下的絕對(duì)靜壓相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度，可依據(jù)校準(zhǔn)證書(shū)取值，或按公式(10)計(jì)算；u,(Tr)——操作條件下的熱力學(xué)溫度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度，可依據(jù)校準(zhǔn)證書(shū)取值，或按公式(10)計(jì)算；u,(Zn)——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下壓縮因子的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，根據(jù)GB/T11062和GB/T35186,當(dāng)組分分析按GB/T13610規(guī)定進(jìn)行，并使用二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，可取0.03%;u;(Zí)——操作條件下壓縮因子的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，當(dāng)計(jì)算方法采用GB/T17747.2的規(guī)定時(shí)，取0.05%;u(an)——安裝引起的附加流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度，最大可取流量計(jì)最大允許誤差的1/3;注1:由于u,(Zn)計(jì)算時(shí)已考慮了組成分析的影響，因此，此處只考慮壓縮因子計(jì)算不確定度。10.2.2經(jīng)實(shí)流校準(zhǔn)的體積流量測(cè)量不確定度評(píng)定經(jīng)實(shí)流校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)參比條件下體積流量測(cè)量擴(kuò)展不確定度可用公式(7)和公式(6)進(jìn)行估算：u,(qn)=√u{(m)+u2(pr)+u(T?)+u(Z?)+u:(Zn)+u?(an) (7)式中：u;(m)—-校準(zhǔn)證書(shū)中給出的測(cè)量不確定度。10.2.3質(zhì)量流量測(cè)量不確定度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參比條件下質(zhì)量流量測(cè)量擴(kuò)展不確定度可用公式(8)和公式(6)估算：u(qm)=√u;(qn)2+u,(pn)2……………(8)式中：u,(pn)——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下密度的不確定度，依據(jù)GB/T11062和GB/T35186,此項(xiàng)可取值0.15%10.2.4能量流量測(cè)量不確定度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參比條件下能量流量測(cè)量擴(kuò)展不確定度可用公式(9)和公式(6)估算：u,(qe)2=√u,(qn)2+u,(Hv)2……………(9)式中：u,(Hv)——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下體積發(fā)熱量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。根據(jù)GB/T11062和GB/T35186,該項(xiàng)不確定度主要來(lái)源于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、物性參數(shù)計(jì)算方法和組成分析，當(dāng)采用二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，用在線色譜分析進(jìn)行組成分析時(shí)，u,(Hv)可取0.15%。10.2.5絕對(duì)靜壓或熱力學(xué)溫度測(cè)量不確定度評(píng)定絕對(duì)靜壓或熱力學(xué)溫度測(cè)量不確定度按公式(10)估算：式中：uy——絕對(duì)靜壓測(cè)量或熱力學(xué)溫度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；ξy——靜壓測(cè)量?jī)x表或溫度測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度等級(jí)；Yx——靜壓測(cè)量?jī)x表或溫度測(cè)量?jī)x表的量程，溫度用以攝氏溫度(℃)為單位的數(shù)值；Y;——工作條件下的靜壓測(cè)量值(單位與壓力儀表量程相同)或溫度測(cè)量值(以熱力學(xué)溫度K為單位的數(shù)值)。(資料性)氣體超聲流量計(jì)測(cè)量的基本原理氣體超聲流量計(jì)是由流量計(jì)表體、電子組件及微處理器系統(tǒng)、超聲換能器等構(gòu)成的流量計(jì)量器具。超聲換能器通常沿管壁安裝，且直接同氣體接觸，并承受氣體的壓力。由一個(gè)超聲換能器發(fā)射的超聲波脈沖被另一個(gè)超聲換能器所接收，反之亦然。如圖1所示為T(mén)x和Tx?兩個(gè)超聲換能器的簡(jiǎn)化幾何關(guān)射聲道，此時(shí)聲波脈沖在管壁上經(jīng)一次或多次反射。超聲脈沖穿過(guò)管道如同渡船渡過(guò)河流。如果氣體沒(méi)有流動(dòng)，聲波將以相同速度向兩個(gè)方向傳播。當(dāng)管道中的氣體流速不為零時(shí)，沿氣流方向順流傳播的脈沖將加快速度，而逆流傳播的脈沖將減慢。因此，相對(duì)于沒(méi)有氣流的情況，順流傳播的時(shí)間tp將縮短，逆流傳播的時(shí)間tu會(huì)增長(zhǎng)，這兩個(gè)傳播時(shí)間都由電子部件進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)這兩個(gè)傳播時(shí)間，分別按公式(A.1)、公式(A.2)計(jì)算流速V和聲速C:式中：√——?dú)怏w沿聲道的平均流速，單位為米每秒(m/s);L——聲道長(zhǎng)度，單位為米(m);X——聲道軸向距離，單位為米(m);tu—-聲脈沖逆流傳播的時(shí)間，單位為秒(s);tp——聲脈沖順流傳播的時(shí)間，單位為秒(s);C——聲波在氣流中的傳播速度，單位為米每秒(m/s)。A.2天然氣中的聲速流量計(jì)從上游和下游的兩個(gè)方向，向天然氣氣流中發(fā)射聲脈沖信號(hào)，聲波的逆流傳播時(shí)間和順流傳播時(shí)間之差為傳播時(shí)間差。由公式(A.1)可知，用流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量不受聲速影響。公式(A.2)表明，用聲道長(zhǎng)度分別除以順逆流傳播時(shí)間再取平均，能測(cè)得聲速。將實(shí)測(cè)的聲速值與理論計(jì)算值相比較，可判斷流量計(jì)是否正常工作。對(duì)于流量計(jì)的用戶，了解氣體性質(zhì)變化對(duì)聲速的影響規(guī)律是很重要的。天然氣的聲速與壓力、溫度、真實(shí)相對(duì)密度及組分有關(guān)。A.3超聲流量測(cè)量理論A.3.1管道中的流速可用一維速度矢量v描述流速，流速與空間位置x和時(shí)間t有關(guān)。對(duì)于半徑為R的長(zhǎng)直管內(nèi)的定常無(wú)渦流流動(dòng)，唯一的非零時(shí)均速度分量是沿軸線方向的,且僅僅是徑向位置r的函數(shù)。對(duì)于充分發(fā)展的紊流速度分布，可用公式(A.3)半經(jīng)驗(yàn)的冪函數(shù)表示：歸·化處理后的速度以歸·化處理后的速度以式中：v(r)——沿管道徑向位置r處的氣體流速，單位為米每秒(m/s);Vmx——管道中心處的最大流速，單位為米每秒(m/s);r——管道徑向位置，單位為米(m);R——管道半徑，單位為米(m);n——管道雷諾數(shù)R和管道粗糙度的函數(shù)。對(duì)于光滑管，n可用公式(A.4)普朗特方程表示為：當(dāng)管道雷諾數(shù)已知，可用公式(A.4)計(jì)算n。再用公式(A.3)計(jì)算v(r),以得到管道截面的速度分布。此為定常流動(dòng)狀態(tài)的描述。圖A.1為按公式(A.3)和公式(A.4)計(jì)算得出的速度分布曲線示意圖，且已按管道中心處最大流速vmx做歸一化處理，3個(gè)雷諾數(shù)的取值分別為Rp=10?(n=7.455)、Rep=對(duì)于充分發(fā)展的紊流，瞬時(shí)流速是時(shí)間和空間的復(fù)合函數(shù)。根據(jù)海因茲的推導(dǎo)，v=v(x,t)可以分解成公式(A.5):式中：u——瞬時(shí)流速平均值，一般為時(shí)間的函數(shù)，單位為米每秒(m/s);w——零均紊流速度脈動(dòng)值，單位為米每秒(m/s)。這些紊流速度脈動(dòng)總以穩(wěn)定紊流出現(xiàn)，可看作是隨機(jī)過(guò)程。相對(duì)徑向位置r/R圖A.1光滑管紊流速度分布示意圖A.3.2超聲流量測(cè)量在超聲流量測(cè)量中，聲脈沖靠一對(duì)壓電傳感器發(fā)射和接收，聲波在流體中的傳播已有理論描述，它是由一個(gè)特定的速度來(lái)表征的，通常是壓力、密度和流體組分的函數(shù)。用熱力學(xué)理論公式公式(A.6)可計(jì)算該速度：GB/T18604—2023式中：P——壓力，單位為帕(Pa);…………p——流體密度，單位為米千克每立方米(kg/m2);C——聲波在氣流中的傳播速度，單位為米每秒(m/s)。但是，熱力學(xué)聲速是無(wú)限大流體在零頻率下的值。在管道中，由于溫度和粘度的影響。在超聲頻率下的實(shí)際聲速與熱力學(xué)聲速可能稍有不同。對(duì)于氣體測(cè)量，這一差異可忽略。超聲脈沖沿聲道傳播，可用幾何聲學(xué)的聲線跟蹤方法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)聲速只有軸向分量(x方向)時(shí)，其僅與徑向位置有關(guān)[v=v(r)],可用斯耐爾(Snell)定律公式(A.7)確定其形式：式中φ(r)——沿管道徑向位置r處聲道角，單位為度(°)………(A.7)為進(jìn)一步簡(jiǎn)化，可假定聲速c為常數(shù)，則根據(jù)布尼和維馬斯的推導(dǎo)，可按公式(A.8)～公式(A.10)確定聲道：……………(A.9)如果給定超聲換能器的位置，則可求解這些方程，確定聲道。由于沿管道截面的速度不是常數(shù)，故聲道不是直線而是曲線，相對(duì)于管道軸線的聲道角也不是常數(shù)，且逆流聲道也不同于順流聲道。聲道的曲率取決于雷諾數(shù)和馬赫數(shù)，且隨著馬赫數(shù)和速度分布曲率的增加而增加。圖A.2給出了經(jīng)夸大的聲道曲率示意圖。圖A.2夸大的聲道曲率示意圖可將公式(A.11)和公式(A.12)代入公式(A.1)和公式(A.2),得到逆流和順流傳播時(shí)間，計(jì)算公式如下：……………(A.11)GB/T18604—2023…………(A.13)換言之，流量計(jì)所檢測(cè)到的速度等于沿聲道方向流體速度分量的平均值，按公式(A.13)計(jì)算V。如果將超聲換能器置于氣流邊界外，則應(yīng)對(duì)公式(A.11)和公式(A.12)進(jìn)行修改。如果存在溫度梯度，則超聲換能器安裝凹座處會(huì)產(chǎn)生聲速效應(yīng)，故一般要求沿整個(gè)聲道的聲速應(yīng)能代表流動(dòng)介質(zhì)的聲速。V是管道橫截面上的平均流速，即v(r)在管道橫截面上的積分再除以橫截面積，按公式(A.14)計(jì)算：式中：A——管道橫截面積，單位為平方米(m2)?！缰挥写怪庇跈M截面的速度分量，則校正后流速按公式(A.15)計(jì)算為：式中：V——校正后流速，單位為米每秒(m/s);ke——速度分布校正系數(shù)。速度分布校正系數(shù)可按公式(A.16)計(jì)算：如聲道在通過(guò)管道軸線的平面內(nèi)，可用公式(A.17)近似計(jì)算k。(可有多個(gè)近似值):對(duì)于充分發(fā)展的紊流，如聲道不在通過(guò)管道軸線的平面內(nèi)(即沿著傾斜的弦線),則計(jì)算公式不同。由于在實(shí)際應(yīng)用中只知道雷諾數(shù)的范圍，因此宜選擇固定的k。系數(shù)值。在多聲道氣體超聲流量計(jì)中，超聲換能器有多種布置形式。聲道或相互平行，或是其他方向。流量計(jì)可以沿兩個(gè)或多個(gè)傾斜弦線直接傳播聲波或經(jīng)反射傳播聲波。用于將各個(gè)聲道的測(cè)量值合成為平均流速的方法也隨不同流量計(jì)結(jié)構(gòu)而不同。因此，并非所有方法都要使用公式(A.16)、公式(A.17)的速度分布校正系數(shù)計(jì)算平均流量。表示為：…………(A.18)此處是沿聲道(弦線橫向位置為y)方向的平均流速，采用數(shù)字積分技術(shù)，如高斯積分方法，根據(jù)每一聲道的v(y;)計(jì)算出軸向平均流速V的近似值，計(jì)算方法見(jiàn)公式(A.19):m——與所用積分技術(shù)有關(guān)的權(quán)重系數(shù)；y;——第i個(gè)聲道超聲換能器的弦線橫向位置?！@是一種廣泛使用的數(shù)字積分技術(shù)，在流量計(jì)中有多種方式能實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)。所選擇的聲道位置權(quán)重系數(shù)作為常數(shù)處理，而不要求對(duì)速度分布做假設(shè)，但這取決于所用的方法。工作條件下的體積流量(qr)按公式(A.20)計(jì)算：qr=V×A……………(A.20)式中：q?——工作條件下的體積流量，單位為立方米每秒(m2/s);V——校正后流速，單位為米每秒(m/s);A——管道橫截面積，單位為平方米(m2)。A.3.3超聲信號(hào)的產(chǎn)生測(cè)量流量所需的超聲信號(hào)由超聲換能器發(fā)射和接收，壓電超聲換能器采用石英或陶瓷材料。給壓電組件施加交變的電壓后，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)組件在流體中發(fā)出聲波。由于壓電效應(yīng)的可逆性，在入射聲波的作用下石英晶體產(chǎn)生變形，壓電組件會(huì)出現(xiàn)電子偏振，產(chǎn)生與機(jī)械應(yīng)力相關(guān)的電壓。由于氣體的聲阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于壓電組件的聲阻，通常要在氣體和壓電組件之間采用一層匹配材料以最大限度地發(fā)揮聲音效率，該層材料的聲阻介于氣體和壓電組件之間。超聲換能器表面通常為扁圓形，扁圓形柱狀結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性已經(jīng)過(guò)許多資料證明。當(dāng)連續(xù)發(fā)射單一頻率的聲波時(shí)，聲壓場(chǎng)具有聲波束的性質(zhì)，其寬度取決于聲波波長(zhǎng)與圓柱直徑之比，即該比值越大，聲波波束越寬。而且，隨著在氣體中被吸收，聲波會(huì)衰減。盡管在某些氣體(如二氧化碳)中，吸收較為嚴(yán)重，但在天然氣應(yīng)用中，在聲道長(zhǎng)度內(nèi)，通?？珊雎晕沼绊憽ｋS著在每個(gè)方向上一次或多次發(fā)射，會(huì)同步或交替地激勵(lì)超聲換能器。聲波頻率和脈沖重復(fù)性會(huì)因設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不同而變化。信號(hào)處理方法可劃分為兩類：一類屬于時(shí)間范疇的方法；一類屬于頻率范疇的方法。采用這兩類方法中的哪一種特定方法，取決于傳播時(shí)間與超聲脈沖周期的關(guān)系或聲道長(zhǎng)度與聲波波長(zhǎng)的關(guān)系。對(duì)用于天然氣測(cè)量的大多數(shù)流量計(jì)而言，聲道長(zhǎng)度(0.1m～1m)比聲波波長(zhǎng)(通常約3mm)要大得多，因此都采用屬于時(shí)間范疇的方法。在屬于時(shí)間范疇的方法中，采用最廣泛的是單脈沖傳播時(shí)間測(cè)量法和相關(guān)峰值位移法。第一種方法要求進(jìn)行兩項(xiàng)重要的操作：先檢測(cè)接收脈沖，再估計(jì)其到達(dá)時(shí)間。實(shí)際上，所有檢測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法都是在接收脈沖中識(shí)別出一個(gè)或幾個(gè)預(yù)先確定的零電平交點(diǎn)。簡(jiǎn)單但常用的方法是，當(dāng)接收脈沖達(dá)到預(yù)定的幅值電壓時(shí)，給出觸發(fā)信號(hào)，接著檢測(cè)其后的第一個(gè)零電平交點(diǎn)，如圖A.3所示。采用更寬的脈沖并在脈沖穩(wěn)定部分檢測(cè)幾個(gè)零電平交點(diǎn)可改進(jìn)該技術(shù)，并能避免脈沖過(guò)渡階段出現(xiàn)的脈沖周期變化。另外，每個(gè)脈沖的傳播時(shí)間按對(duì)應(yīng)于每個(gè)零電平交點(diǎn)的各個(gè)傳播時(shí)間的平均值計(jì)算。第二種方法更先進(jìn)，它是利用脈沖過(guò)渡階段幅值相對(duì)不變的波形，其不同之處是采用了相關(guān)技術(shù)，即發(fā)射脈沖和接收脈沖相關(guān)聯(lián)，按對(duì)應(yīng)于峰值相關(guān)函數(shù)的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳播時(shí)間。信號(hào)水平信號(hào)水平時(shí)問(wèn)(任意單位)圖A.3接收脈沖的簡(jiǎn)單檢測(cè)示意圖當(dāng)聲波信號(hào)出錯(cuò)時(shí)，增加了信號(hào)檢測(cè)的難度，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種誤差：脈沖丟失和零位錯(cuò)誤。后者會(huì)導(dǎo)致計(jì)時(shí)誤差。接收幅值改變、波形變化或噪聲，都不能合理地判別正確的計(jì)時(shí)點(diǎn)。合理設(shè)計(jì)檢測(cè)器結(jié)構(gòu)能最大限度地減少誤差出現(xiàn)。在實(shí)踐中，零位錯(cuò)誤所帶來(lái)的后果比脈沖丟失還嚴(yán)重。通過(guò)有效性檢通常要對(duì)傳播時(shí)間進(jìn)行偽值檢驗(yàn)，并從數(shù)據(jù)組中剔除偽值。有若干可供選擇的檢驗(yàn)方法，隨時(shí)對(duì)數(shù)值進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證這些數(shù)值所提供的流體速度和聲速在實(shí)際中是可能存在的。最后，根據(jù)測(cè)得的幾個(gè)順流傳播時(shí)間和幾個(gè)逆流傳播時(shí)間，可計(jì)算順流平均傳播時(shí)間和逆流平均傳播時(shí)間。(資料性)流量計(jì)的實(shí)流校準(zhǔn)B.1通則流量計(jì)溯源至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置或校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)，用于減少因流量計(jì)聲道長(zhǎng)度、聲道角度、測(cè)量管內(nèi)徑和聲道位置等的誤差所造成的流量測(cè)量誤差。通過(guò)實(shí)流校準(zhǔn)來(lái)確定流量計(jì)系數(shù)，并通過(guò)實(shí)流校準(zhǔn)來(lái)判斷流量計(jì)的測(cè)量性能是否滿足第6章的要求。宜將流量計(jì)組件進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)。B.2校準(zhǔn)條件B.2.1標(biāo)準(zhǔn)裝置B.2.1.1實(shí)流標(biāo)準(zhǔn)裝置及其輔助測(cè)量?jī)x表具有有效的校準(zhǔn)證書(shū)，經(jīng)國(guó)家行政計(jì)量主管部門(mén)考核授權(quán)，溯源到相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上。B.2.2實(shí)流校準(zhǔn)流體及流動(dòng)條件實(shí)流校準(zhǔn)流體為天然氣或其他氣體，其組分宜基本穩(wěn)定，天然氣氣質(zhì)符合5.1的要求，其物性或熱物理參數(shù)值(如密度、壓縮因子、聲速、臨界流函數(shù)等)采用GB/T17747.2和GB/T11062來(lái)計(jì)算。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)時(shí)，在100s內(nèi)，流體溫度變化不大于0.25℃,壓力波動(dòng)不大于0.2%,流量波動(dòng)不大大氣溫度宜為(一40～60)℃,相對(duì)濕度宜為(45～85)%,大氣壓力宜為(86～106)kPa。實(shí)流校準(zhǔn)沒(méi)有外界磁場(chǎng)和機(jī)械振動(dòng)的影響。B.3實(shí)流校準(zhǔn)項(xiàng)目和方法實(shí)流校準(zhǔn)前對(duì)流量計(jì)的隨機(jī)文件和外觀進(jìn)行檢查。流量計(jì)宜附有說(shuō)明書(shū)、出廠證書(shū)(或上一周期檢定證書(shū))、測(cè)量誤差或測(cè)量不確定度和其他有關(guān)技術(shù)指標(biāo)文件。流量計(jì)表體上有符合7.2.7要求的銘牌，流量計(jì)外觀質(zhì)量符合7.2.8的規(guī)定。B.3.2零流量測(cè)試零流量測(cè)試按C.5執(zhí)行。B.3.3實(shí)流校準(zhǔn)實(shí)流校準(zhǔn)宜在接近工作條件的氣體溫度、壓力和密度下進(jìn)行。實(shí)流校準(zhǔn)至少測(cè)試重復(fù)性、流量示值誤差、最大峰間誤差等指標(biāo)。必要時(shí)還宜對(duì)流量(或流速)范圍和壓力范圍等做出評(píng)定。流量計(jì)安裝符合8.2.2的上下游直管段、測(cè)溫孔、取樣孔和流動(dòng)調(diào)整器，該流動(dòng)調(diào)整器能夠保證在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)的氣體流速分布與最終安裝后的流速分布無(wú)明顯不同，保證穩(wěn)定、充分發(fā)展的紊流速度分布，不存在渦流和脈動(dòng)流。流量計(jì)取壓孔和測(cè)溫孔宜分別符合7.2.6和8.2.5的規(guī)定。將標(biāo)準(zhǔn)裝置在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量轉(zhuǎn)換成被校流量計(jì)處的工作條件下的流量時(shí)，其轉(zhuǎn)換壓力取壓孔和轉(zhuǎn)換溫度的測(cè)溫孔宜與被校流量計(jì)的對(duì)應(yīng)相同或在其附近。實(shí)流校準(zhǔn)時(shí)推薦至少測(cè)試下列流量點(diǎn)：qmin,0.05qmax,0.10qmax,0.25qmx,0.40qmx,0.70qmax和qmax。也可以增加其他流量點(diǎn)進(jìn)行附加實(shí)流校準(zhǔn)試驗(yàn)。對(duì)于大口徑流量計(jì)的實(shí)流校準(zhǔn)可能達(dá)不到上限流量值，可指定低于qmx的實(shí)流校準(zhǔn)流量范圍，一般宜達(dá)到0.4qmx以上，此時(shí)，宜以標(biāo)準(zhǔn)裝置實(shí)際能夠。在測(cè)試過(guò)程中，每個(gè)流量點(diǎn)的每次測(cè)試流量與布點(diǎn)流量相比，其偏差宜不大于±5%。B.3.3.5測(cè)試次數(shù)在實(shí)流校準(zhǔn)時(shí)，每個(gè)流量點(diǎn)至少測(cè)試6次。每次數(shù)據(jù)采集時(shí)間不宜小于100s。B.3.3.7預(yù)運(yùn)行實(shí)流校準(zhǔn)前，整個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)宜在一定流量范圍內(nèi)預(yù)熱運(yùn)行至少5min,待壓力、溫度和流量穩(wěn)定并B.3.3.8采集數(shù)據(jù)內(nèi)容在每次測(cè)試過(guò)程中，除采集流量計(jì)顯示儀表的示值、標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值和測(cè)試時(shí)間外，還宜根據(jù)需要，測(cè)試并采集流量計(jì)安裝處的流體溫度、壓力等。在校準(zhǔn)過(guò)程中，宜采集每個(gè)流量下的流量計(jì)診斷數(shù)據(jù)。每個(gè)流量采集至少120s的診斷數(shù)據(jù)。在校準(zhǔn)過(guò)程中，宜對(duì)每個(gè)流量進(jìn)行至少一次聲速偏差檢查。該流量計(jì)診斷數(shù)據(jù)和聲速偏差檢查結(jié)果可用于建立流量計(jì)性能基線。B.3.3.9雙向流校準(zhǔn)對(duì)用于雙向流測(cè)量的流量計(jì)，宜進(jìn)行正、反兩個(gè)流動(dòng)方向的實(shí)流校準(zhǔn)。B.3.4數(shù)據(jù)處理流量計(jì)的流量和標(biāo)準(zhǔn)裝置的流量換算為同一狀態(tài)下的流量。流量計(jì)各校準(zhǔn)流量點(diǎn)的相對(duì)示值誤差GB/T18604—2023按公式(B.1)～公式(B.3)計(jì)算：………(B.2)E;——第i校準(zhǔn)點(diǎn)流量計(jì)的相對(duì)示值誤差，無(wú)量綱；q;——流量計(jì)第i校準(zhǔn)點(diǎn)n次測(cè)量的平均流量，單位為立方米每小時(shí)(m3/h);(qs);——標(biāo)準(zhǔn)裝置第i校準(zhǔn)點(diǎn)的n次測(cè)量的平均流量，單位為立方米每小時(shí)(m3/h);qy——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)時(shí)流量計(jì)的流量示值，單位為立方米每小時(shí)(m3/h);(q.);——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的流量示值，單位為立方米每小時(shí)(m3/h);n——第i校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量的次數(shù)。流量計(jì)的相對(duì)示值誤差按公式(B.4)計(jì)算。E——流量計(jì)的相對(duì)示值誤|E;|mx——第i校準(zhǔn)點(diǎn)絕對(duì)值最大的相對(duì)示值誤差，無(wú)量綱。B.3.4.2流量計(jì)的重復(fù)性流量計(jì)的重復(fù)性按公式(B.5)～公式(B.9)計(jì)算：Mr;——第i校準(zhǔn)點(diǎn)的平均流量計(jì)系數(shù)；M;,——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)的流量計(jì)系數(shù)；Q;;——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)時(shí)在校準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)流量計(jì)測(cè)得的累積量，單位為立方米(m3);(Q);——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)時(shí)在校準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)得的累積量，單位為立方米(m3);E,=[(E,);]max…………(B.9)B.3.5校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整方法B.3.5.1校準(zhǔn)系數(shù)確定確定校準(zhǔn)系數(shù)可采用以下方法：a)算術(shù)平均誤差法；b)流量加權(quán)平均誤差法；c)多點(diǎn)或多項(xiàng)式算法、分段線性插值法等。B.3.5.2校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整流量計(jì)示值誤差的修正，宜使用校準(zhǔn)系數(shù)及下列方法進(jìn)行：a)在流量計(jì)的規(guī)定流量范圍內(nèi)使用流量加權(quán)平均誤差；b)使用多項(xiàng)式算法、分段線性插值法或其他認(rèn)可的方法等。校準(zhǔn)系數(shù)的調(diào)整量不宜超出6.1中相應(yīng)的最大誤差要求。通過(guò)實(shí)流校準(zhǔn)得出新的校準(zhǔn)系數(shù)并置入流量計(jì)，對(duì)流量計(jì)的測(cè)量誤差進(jìn)行修正。在應(yīng)用多個(gè)調(diào)整系數(shù)后，宜測(cè)試兩個(gè)驗(yàn)證流量點(diǎn)，用戶可以指定多個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)，以確認(rèn)修正計(jì)算和修正的應(yīng)用是正確的。如果利用了線性化算法來(lái)修正流量計(jì)的性能，那么也宜測(cè)試兩個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)。確認(rèn)后的校準(zhǔn)系數(shù)在下次實(shí)流校準(zhǔn)前不宜作任何修改。B.3.5.3模擬現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)實(shí)流校準(zhǔn)后的流量計(jì)，可模擬現(xiàn)場(chǎng)安裝使用條件作安裝影響的測(cè)試，由于安裝影響造成的流量計(jì)示值附加誤差宜不大于±0.3%。B.3.5.4雙向流量計(jì)的測(cè)試對(duì)用于雙向測(cè)量的流量計(jì)，需要第二組校準(zhǔn)系數(shù)，以用于反向流動(dòng)的測(cè)量。如果在零流量檢驗(yàn)測(cè)試期間，建立了偏移系數(shù)，那么按照實(shí)流校準(zhǔn)的結(jié)果可對(duì)其進(jìn)行修正，以便使流量計(jì)的整個(gè)準(zhǔn)確度性能最優(yōu)化。制造廠宜把這一系數(shù)的變化記錄下來(lái)，以提醒用戶，為了提高最小流量準(zhǔn)確度，零流量輸出可能包括某些人為引入的偏差。B.3.5.5校準(zhǔn)證書(shū)對(duì)每項(xiàng)測(cè)試結(jié)果，宜以書(shū)面報(bào)告形式記錄下來(lái)，并形成校準(zhǔn)證書(shū)，由制造廠或校準(zhǔn)測(cè)試部門(mén)提供給用戶。對(duì)每一臺(tái)流量計(jì)，該證書(shū)宜至少包括下列內(nèi)容：a)制造廠名稱及地址；b)標(biāo)準(zhǔn)裝置名稱及地址；c)流量計(jì)型號(hào)和系列號(hào)；d)信號(hào)處理單元硬件版本修訂號(hào)；e)所有配管和流動(dòng)調(diào)整器的系列號(hào)；f)校準(zhǔn)時(shí)，軟件配置參數(shù)的診斷報(bào)告；g)校準(zhǔn)日期；h)測(cè)試人和檢驗(yàn)人簽名；i)測(cè)試環(huán)境條件；j)對(duì)校準(zhǔn)步驟的簡(jiǎn)要描述；k)安裝條件或測(cè)試管道安裝示意圖；m)與所要求的測(cè)試條件不同或有偏差的說(shuō)明；n)測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定計(jì)算公式及評(píng)定結(jié)果。(規(guī)范性)出廠測(cè)試要求C.1通則在流量計(jì)出廠之前，制造廠應(yīng)對(duì)每一臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行出廠測(cè)試和檢查。出廠測(cè)試和檢查可參照J(rèn)JG1030的規(guī)定或有相同效力的其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。所有的測(cè)試和檢查結(jié)果應(yīng)記錄在制造廠的報(bào)告中，并提交給用戶。C.2強(qiáng)度測(cè)試對(duì)流量計(jì)表體應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)介質(zhì)為水或煤油，試驗(yàn)壓力為1.5倍公稱壓力，并至少保持5min,經(jīng)檢查無(wú)泄漏和損壞。C.3嚴(yán)密性試驗(yàn)對(duì)裝有超聲換能器和取壓隔離閥的流量計(jì)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)介質(zhì)為干空氣或氮?dú)猓囼?yàn)壓力為公稱壓力，并至少保持5min。經(jīng)檢查無(wú)泄漏。C.4幾何尺寸測(cè)量C.4.1流量計(jì)表體的平均內(nèi)徑用12個(gè)不同方位(大致等角距)的內(nèi)徑測(cè)量值，算出流量計(jì)表體平均內(nèi)徑，或由座標(biāo)測(cè)量?jī)x確定其等效值，分別在流量計(jì)表體的三個(gè)截面上測(cè)量?jī)?nèi)徑，三個(gè)截面分別位于：a)上游超聲換能器組處截面；b)下游超聲換能器組處截面；c)兩組超聲換能器的中間截面。C.4.2聲道長(zhǎng)度的測(cè)量聲道長(zhǎng)度可直接測(cè)量。如不能直接測(cè)量，則采用直角三角函數(shù)法推導(dǎo)計(jì)算。C.4.3溫度影響修正所有測(cè)量的尺寸應(yīng)修正到溫度為20℃時(shí)的長(zhǎng)度。對(duì)修正過(guò)的多個(gè)測(cè)量值取平均數(shù)，并修約到C.4.4測(cè)試和檢查結(jié)果記錄量人和檢驗(yàn)人姓名、日期等。C.5零流量測(cè)試C.5.1零流量測(cè)試步驟零流量測(cè)試步驟如下。a)在流量計(jì)兩端法蘭外連接盲板，形成封閉的測(cè)量腔，并安裝與流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)相匹配的溫度和壓力測(cè)量?jī)x表。用抽吸或置換的方法把流量計(jì)內(nèi)的所有空氣排出，充入已知聲速的純氣體(或混合氣體),在封閉的測(cè)量腔內(nèi)保持氣體無(wú)流動(dòng)。b)測(cè)試期間氣體的壓力和溫度應(yīng)始終保持穩(wěn)定。每一聲道的聲速應(yīng)至少記錄30s,然后計(jì)算在零流量時(shí)的傳播時(shí)間。從理論上講，在零流量時(shí)，信號(hào)的順流傳播時(shí)間和逆流傳播時(shí)間是相等的。但流量計(jì)測(cè)出的傳播時(shí)間包括了超聲換能器、電子電路和電纜中的延遲時(shí)間。c)計(jì)算出每一聲道的氣體平均聲速和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并按照GB/T30500或其他與其計(jì)算結(jié)果相同的方法計(jì)算出相同工作條件下的理論聲速進(jìn)行比較，對(duì)流量計(jì)進(jìn)行必要的調(diào)整，使零流量讀數(shù)達(dá)到制造廠的技術(shù)要求。測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)記錄流量計(jì)所用的全部干標(biāo)參數(shù)，包括超聲換能器和電子電路及電纜的傳播時(shí)間延遲、遞增延遲修正值、聲道長(zhǎng)度、角度、測(cè)量管內(nèi)徑和零流量偏C.6實(shí)流校準(zhǔn)為減少流量計(jì)的測(cè)量誤差，出廠前可進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)。(資料性)具備的文件除本文件其他部分要求提供流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度、安裝影響、電子部件檢驗(yàn)測(cè)試、超聲換能器和零流量檢驗(yàn)測(cè)試的記錄文件及實(shí)流校準(zhǔn)證書(shū)外，對(duì)特定的流量計(jì)，制造廠還宜對(duì)儀表的正確組態(tài)、啟動(dòng)和使用向用戶提供必要的數(shù)據(jù)、證書(shū)和文件。D.2記錄文件制造廠宜向用戶提供具有下列內(nèi)容的記錄文件，且所有記錄文件宜注明日期：a)對(duì)流量計(jì)的描述，給出其技術(shù)特點(diǎn)和工作原理；b)流量計(jì)軸測(cè)剖視圖和照片；c)零部件名稱和材料；d)帶有零部件名稱和編號(hào)的裝配圖；e)標(biāo)有尺寸的安裝圖；f)表示檢驗(yàn)標(biāo)記和鉛封位置的示圖；g)與計(jì)量密切相關(guān)的零部件的尺寸圖；h)標(biāo)牌或面板以及刻字布置圖；i)附屬裝置圖；j)安裝、操作、周期維護(hù)和故障檢修說(shuō)明書(shū)；k)維護(hù)記錄文件，包括現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)部分的圖紙；i)信號(hào)處理單元及其布局的說(shuō)明和工作說(shuō)明；m)對(duì)輸出信號(hào)的說(shuō)明和對(duì)任何可調(diào)整部分的說(shuō)明；n)電氣接口和用戶接線端子及其主要特征清單；o)軟件功能和信號(hào)處理單元的組態(tài)參數(shù)說(shuō)明，包括故障值和工作說(shuō)明；p)符合安全規(guī)程規(guī)范要求的設(shè)計(jì)和制造文件；q)流量計(jì)測(cè)量性能滿足第6章要求的記錄文件；r)流量計(jì)系統(tǒng)完全通過(guò)JJG1030規(guī)定的電子部件檢驗(yàn)測(cè)試的記錄文件；s)影響流量的附加誤差不超過(guò)±0.3%的最小上下游直管段長(zhǎng)度；t)影響流量的附加誤差不超過(guò)±0.3%的最大允許速度分布干擾；u)第9章所述的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試步驟；v)提交的文件清單。D.3收到訂單后提供的資料收到訂單后，制造廠宜向用戶提供下列資料：a)所指定的流量計(jì)的安裝圖，包括法蘭端面間的尺寸、內(nèi)徑、維修空間、電纜管連接點(diǎn)和流量計(jì)的總質(zhì)量；b)推薦的備件清單；c)所指定的流量計(jì)的儀表電子線路圖。該圖宜示出用戶接線端子點(diǎn)和相應(yīng)的返回到第一個(gè)隔離部件(如光電隔離器、繼電器、運(yùn)算放大器等)的所有電子組件的電子接線圖，使用戶能合理設(shè)計(jì)接口電路。D.4發(fā)貨前準(zhǔn)備的文件在流量計(jì)發(fā)運(yùn)前，制造廠宜準(zhǔn)備好下列文件供檢驗(yàn)人員審查：a)材料的金相分析報(bào)告；b)焊接檢查報(bào)告；c)壓力測(cè)試報(bào)告；d)最終尺寸測(cè)試報(bào)告。(資料性)聲學(xué)噪聲的產(chǎn)生及防治措施E.1聲學(xué)噪聲的產(chǎn)生及影響與氣流擾動(dòng)相關(guān)的很多因素，如：高速氣流流經(jīng)管道、突出的探頭、流動(dòng)調(diào)整器以及附近工作中的調(diào)節(jié)閥均可能會(huì)產(chǎn)生聲學(xué)噪聲。當(dāng)聲學(xué)噪聲的頻率范圍與流量計(jì)的工作頻率相近時(shí)，就可能會(huì)干擾聲脈沖檢測(cè)，從而干擾傳播時(shí)間的測(cè)量。如果流量計(jì)不能檢測(cè)到聲脈沖，就不能測(cè)量聲脈沖在換能器間的傳播時(shí)間，因此也無(wú)法進(jìn)行流量測(cè)量。聲學(xué)噪聲干擾還會(huì)引起脈沖“誤檢測(cè)”,導(dǎo)致傳播時(shí)間的錯(cuò)誤測(cè)量，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差。E.2聲學(xué)噪聲的評(píng)估和防治E.2.1聲學(xué)噪聲的評(píng)估制造廠規(guī)定了超聲換能器的工作頻率，根據(jù)工作頻率可知道特定流量計(jì)可能受噪聲影響的頻率范圍。同時(shí)，流量計(jì)都有自診斷輸出，可根據(jù)自診斷信息來(lái)評(píng)估噪聲對(duì)流量計(jì)性能的影響程度。一般來(lái)說(shuō)，噪聲源安裝在超聲流量計(jì)的上游比安裝在下游時(shí)對(duì)流量計(jì)的影響要大，即使將調(diào)壓閥和其他產(chǎn)生噪聲的設(shè)備安裝在流量計(jì)的下游，也不能保證對(duì)流量計(jì)的測(cè)量性能不造成影響。特定的安裝條件下可能存在噪聲干擾，在站場(chǎng)設(shè)計(jì)階段宜采取措施，防止噪聲干擾對(duì)流量計(jì)性能的不利影響。具有籠式消聲結(jié)構(gòu)的調(diào)壓閥產(chǎn)生的噪聲頻率接近超聲換能器工作頻率，對(duì)流量計(jì)性能有較大的影響。流量計(jì)安裝在調(diào)節(jié)閥附近時(shí)，在站場(chǎng)設(shè)計(jì)階段宜評(píng)估以下因素：a)調(diào)節(jié)閥(即噪聲源)安裝在流量計(jì)的上游還是下游；b)流量計(jì)與噪聲源之間的安裝距離；c)流量計(jì)與噪聲源之間管件的數(shù)量和類型；d)流量計(jì)超聲換能器的工作頻率以及噪聲源產(chǎn)生的噪聲頻率范圍