1、流場(chǎng)的影響
氣體超聲波流量計(jì)計(jì)量誤差研究分析表明，流量計(jì)的測(cè)量誤差大小與流量計(jì)入口處流體速度分布的畸變程度有很大的關(guān)系。此外，流量計(jì)前后端的管路安裝和相鄰管段上各種阻流件的應(yīng)用都將對(duì)流量計(jì)計(jì)量產(chǎn)生不同程度的影響。
2、氣體流態(tài)
速度式流量計(jì)需知道氣體通過(guò)管道流動(dòng)的平均速度。理想的速度式流量計(jì)是在截面上無(wú)限多點(diǎn)同時(shí)對(duì)流體流速進(jìn)行測(cè)量，然后求出整個(gè)測(cè)量平面橫截面積的流速之和，從而導(dǎo)出平均流速。
當(dāng)流體流速較小時(shí)，工程上可以近似認(rèn)為超聲波射線是沿直線傳播的，然而對(duì)于高速氣體流態(tài)而言，這種差別是不容忽視的。以管道直徑50mm為例，聲速和管道的夾角為45°，聲速為340m/s，在氣體流速分別為15m/s、20m/s和30m/s時(shí)，對(duì)應(yīng)的聲速偏移分別為6.24mm、8.32mm和12.50mm。因此，應(yīng)選擇較大的超聲波傳感器，以確保上述偏移量小于傳感器直徑的1/2，使氣體流速較大時(shí)，流量計(jì)的準(zhǔn)確度及計(jì)量準(zhǔn)確性不受影響。
3、管路安裝
進(jìn)入流量計(jì)的天然氣流態(tài)應(yīng)以對(duì)稱且充分發(fā)展的紊流速度分布，計(jì)量管路中的各種阻流件和管道配置會(huì)對(duì)天然氣速度分布產(chǎn)生影響，從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。
美國(guó)氣體工業(yè)聯(lián)合會(huì)（AGA）9號(hào)報(bào)告中給出了氣體超聲波流量計(jì)的詳細(xì)檢驗(yàn)流程，并被認(rèn)為是超聲波流量計(jì)量領(lǐng)域的操作標(biāo)準(zhǔn)。該報(bào)告提出，“盡管制造商推薦的安裝作法不盡一致，但一般都要求流量計(jì)的上游至少需要5D~10D的直管段、下游至少需要3D直管段”。
我國(guó)結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，同時(shí)參考了部分超聲流量計(jì)生產(chǎn)廠商的意見，在GB/T18604—2023《用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》之附錄E中嘗試性地給出了一個(gè)有關(guān)超聲波流量計(jì)上下游直管段長(zhǎng)度配置的技術(shù)規(guī)定或要求，即：不安裝流動(dòng)調(diào)整器，氣體超聲波流量計(jì)上游的最短直管段為10D（L1），下游最短直管段長(zhǎng)度為5D（L2）。
4、噪聲的影響
超聲波流量計(jì)是基于超聲波在不同介質(zhì)和不同介質(zhì)流向中的速度差異進(jìn)行測(cè)量。超聲波在通道中的傳播時(shí)間是流量計(jì)進(jìn)行流量計(jì)算的主要參數(shù)之一，超聲換能器對(duì)超聲波的收發(fā)和超聲波在天然氣中的衰減直接決定了傳播時(shí)間的測(cè)量準(zhǔn)確性。流量計(jì)運(yùn)行過(guò)程中，超聲信號(hào)出現(xiàn)問題的原因可能有：環(huán)境和超聲噪聲、超聲信號(hào)衰減、管段內(nèi)出現(xiàn)多相流動(dòng)導(dǎo)致流體密度不均勻、換能器污染或故障。
根據(jù)超聲波流量計(jì)的工作原理可知，如果噪聲的頻率與超聲波流量計(jì)的工作頻率范圍一致，就會(huì)干擾超聲脈沖的探測(cè)，影響傳輸時(shí)間的準(zhǔn)確測(cè)量，最終導(dǎo)致體積流量的測(cè)量不準(zhǔn)確。
噪聲的產(chǎn)生源主要有：流過(guò)管道的高速氣流、突入的探頭、整流器、壓力或流量調(diào)節(jié)閥等。
正常情況下，管路的噪聲為低頻噪聲，無(wú)法對(duì)超聲波流量計(jì)形成干擾。但當(dāng)上游為壓力調(diào)節(jié)閥或流量調(diào)節(jié)閥時(shí)，其產(chǎn)生的噪聲頻率可能接近超聲流量計(jì)的聲波頻率，所以導(dǎo)致流量計(jì)發(fā)射聲波丟失，產(chǎn)生了流量波動(dòng)。
因此，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的噪聲干擾現(xiàn)象，本文提出以下建議：
（1）調(diào)節(jié)閥與超聲波流量計(jì)的距離不能太近，至少保持 30D 的距離。
（2）當(dāng)直管段長(zhǎng)度滿足需要時(shí)，盡量避免安裝整流器，因?yàn)檎髌鞴?jié)流會(huì)產(chǎn)生新的噪聲干擾。
（3）超聲波流量計(jì)對(duì)降壓元件產(chǎn)生的噪聲尤其敏感，甚至有些低噪聲閥門對(duì)超聲流量計(jì)的消噪效果較之調(diào)壓閥更不明顯，這是因?yàn)椴捎昧说驮肼暭夹g(shù)的閥門主要針對(duì)人耳可聽見的噪聲范圍進(jìn)行降噪，而這個(gè)范圍與影響超聲信噪比的聲譜范圍不完全一致。
5、氣質(zhì)的影響
通常認(rèn)為氣體超聲波流量計(jì)無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，對(duì)氣質(zhì)條件要求不嚴(yán)格，但通過(guò)實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，在正常輸氣工況下，流量計(jì)表體內(nèi)的附著物（如油污、水）會(huì)減少流量計(jì)的流通面積。因此，為保證煤氣超聲波流量計(jì)使用的準(zhǔn)確性，現(xiàn)場(chǎng)要做好排水工作，避免因積水影響流通面積進(jìn)而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。
