随着国际及我国天然气工业的快速发展，气体超声流量计在高压、大口径天然气流量计量中得已广泛运用，已成为主流流量计。本文以daniel四声道超声波流量计为例，介绍了超声波流量计工作原理、现场诊断及故障处理的经验。

1 超声波流量计工作原理

在管壁两边安装一对斜角为θ的超声换能器，两个换能器同时或定时向对方发射和接收对方的超声信号。

2.daniel超声波流量计诊断参数

Daniel超声波流量计使用MeterLink诊断软件进行状态进行监测、故障诊断，实现参数设置的上传、修改和下载。为保证计量系统正常准确运行，计量工程师应定期使用诊断软件对超声流量计进行诊断，见图1。

2.1 声速

声速是超声波流量计测量出的换能器发出超声波在被测物质中的传播速度。当某个声道的声速与平均声速的差值超过0.35%时，出现黄色报警；超过组态中设定的报警值CRange时，出现红色报警。四个声道的声速应该基本相等，如果出现某个声道声速偏差较大则该对换能器可能存在故障。

2.2平均增益

增益指为了使换能器接受信号达到需要的振幅强度，需要对其增强多少。流量计会自动调整增益值，以增加信号的强度。影响的增益的主要因素有压力、气体流速、脏污介质等。通常增益随气体流速的增加而增加，随脏污介质的情况而增加。

2.3 信号质量

信号质量是指每次批次收发信号结束后，声道有效计时次数在总次数中所占的比例。在高流速状态下、受到超声噪音干扰或流态变化时，信号质量可能低于100%，但如果在最高流量的50%时信号质量未达到100%，应对仪表进行检查。

2.4 信噪比

信噪比是接受到的信号和背景噪声的数值比率，流量计正常工作时具有较高的信噪比，典型的Daniel超声波流量计的工作时大于1000，低信噪比意味着可能存在控制阀噪声，也有可能是超声波换能器脏污需要清洗等情况。

2.5 剖面系数

剖面系数是靠近圆心的两个声道流速除以外侧两个伸到流速后的比率，由于外侧的声道流速较低（靠近管壁的摩擦），靠近圆心的声道流速较高，因此一般情况下剖面系数大于1。理想的剖面系数为1.17。如果剖面系数超出1.17±0.05则需要调查，可能是漩涡或上游整流器部分阻塞。

3.故障处理案例

案例一：某输气站场超声波流量计D声道换能器致命报警，对超声波流量计进行诊断，诊断结果。声速差别较大，判断换能器故障或有污物。拆卸并检查超声波换能器，发现换能器脏污，见图2，对换能器进行清理后报警消除，流量计恢复正常。分析原因为：计量进口球阀维护时注脂过多，供气时润滑脂被冲到换能器上，导致换能器脏污，造成报警。

案例二：某输气站在用超声波流量计瞬时流量变为0，立即切换到备用计量支路。对故障流量计诊断，发现除增益值正常外，其它全无数据显示。通过诊断判断是超声波的前置放大板发生问题，导致换能器信号丢失，更换前置放大板，流量计恢复正常。

4 .结束语

随着超声波流量计在天然气计量中广泛应用，流量计的诊断、设备维护日趋完善，故障处理更加及时有效。超声波流量计运行中故障主要集中在超声波流量计换能器、放大版、等部件，计量工程师应定期进行诊断，以便及时发现故障并处理，提高计量系统运行稳定性。