气体超声操作规程

1、北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团1INSTROMETINSTROMET 公司公司气体超声流量计系统气体超声流量计系统操作规程操作规程北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团2InstrometInstromet 气体超声波流量检测系统气体超声波流量检测系统使用操作规程使用操作规程InstrometInstromet 气体超声波流量检测系统的系统组成气体超声波流量检测系统的系统组成如图，Instromet 气体超声波流量检测系统由下列部分组成：一台 Instromet气体超声波流量计；一台 FC793.4 系列流量计算机；一台温度变送器和一台压力变送器。二、二、InstrometIn

2、stromet 气体超声波流量计工作原理气体超声波流量计工作原理Instromet 气体超声波流量计采用绝对数字时间差法检测气体的流量。气体超声波流量计采用既能发射又能接收超声波脉冲（频率大于 20000Hz 的声波）的超声波传感器作为检测元件。如图所示，这种传感器成对地安装在管壁上。一个传感器所发射的超声波脉冲穿过管道，在管道内壁发生反射后，会被另一个传感器所接收。当管道中有气流流过时，在气流中传播的超声波脉冲的传播速度将受到气流的影响。简单的讲，就象在河流上航行的船只一样。当超声波脉冲顺流传播时，速度会加快；相反，当超声波脉冲逆流传播时，速度则会变慢。在实际工作过程中，处在上下游的传感器将

3、同时发射超声波脉冲，显然一个是逆流传播，一个是顺流传播。气流的作用将使两束脉冲以不同的传播时间到达接收传感器。由于两束脉冲传播的实际路程相同，传输时间的不同直接反映了气体流北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团3速的大小。利用如下公式，即可通过时间的检测得到气流的流速：LtD= - (1)C + VcosLtU= - (2)C VcosLD= - (3)2sinL11V = ( )-(4)2costDtU其中：Td顺流传播时间Tu逆流传播时间L声道长度C声速V气流流速V平均流速超声波脉冲的发射角北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团4三、三、InstrometInstromet 多声道

4、气体超声波流量计多声道气体超声波流量计为提高流量计的精度和对现场的适应能力，Instromet 开发了多声道的气体超声波流量计。如图：四、四、InstrometInstromet 气体超声波流量计的技术特性气体超声波流量计的技术特性1 1 基本输入输出基本输入输出/ /特性特性频率输出（0-10KHz）模拟输入（4-20mA）模拟输出（4-20mA） ：对应工况体积流量，平均气体流速和声速。串行数据通信（RS485）开关信号：对应数据有效性和流动方向2 优点优点北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团51） 精度高（0.3%-0.5%）2）重复性高3）无压损4）所需的直管段短（上游 10D，

5、下游 3D）5）可测量双向流6）可精确测定脉动流7）量程比很宽8）对压力的很大变化不敏感9）无可动部件10）对沉积物不敏感11）重量轻，占用空间少12）不存在磨损，无示值漂移现象13）免维护14）可带压更换传感器，且更换后无需重新标定15）具自诊断功能（AGC-level；AGC-limit；采样率；接收率）五、InstrometInstromet 793.4793.4 系列流量计算机的功能系列流量计算机的功能1 计算功能计算功能1）压缩因子计算功能：793.4 系列流量计算机能够利用气体色谱仪来的气体组分数据或固定的气体组分数据和温度/压力变送器来的温/压数据根据GERG 或 AGA8#的公

6、式计算实时的压缩因子。2）流量计算功能：793.4 系列流量计算机利用计算出的压缩因子和温度/压力变送器来的温压信号对气体超声波流量计来的流量信号进行体积修正， 从而得到标况下的体积流量和累积量。进行体积修正的公式如下：P1T20ZnQ20= Q1PNT1Z1其中：Q1：工况流量Q20：标况流量P1：工况工作压力（绝压）PN：标况压力T1：工况温度T20：标况温度Z1：工况下的压缩因子Zn：标况下的压缩因子另外，793.4 系列流量计算机还能计算出能量累积量和质量累积量等数据。2 显示功能显示功能显示各种检测数据：包括工况/标况下的瞬时量/累积量，流速、声速、温度、压力等等；显示组态数据；显示

7、气体超声波流量计的自诊断数据（AGC-level、AGC-limit，采样率，接收率）北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团6显示报警内容；3组态功能组态功能：FC793.4 能够根据用户的要求对一些初始条件，报警限值，功能设置和默认值进行组态。4报警功能报警功能：能够根据组态，产生报警指示和输出（开关量） ；5 输出功能输出功能模拟输出： 793.4 具有 6 个 4-20mA 模拟输出端， 可根据组态对应不同的检测值输出；脉冲输出：具有 12 个脉冲输出端，可根据组态对应不同的检测值输出；开关量输出：具有 6 个开关量输出端，可根据组态对应不同的报警输出；6通信功能通信功能：793.4

8、 具有多个串行数字通信口（RS232/RS485） ，分别可以与气体超声波流量计、笔记本电脑、上位机等进行串行通信。并且还具有一个或多个与 SMART 变送器进行通信的 HART 口。六、六、InstrometInstromet 气体超声波流量测量系统启动过程气体超声波流量测量系统启动过程启动前的准备工作启动前的准备工作1）检查气体超声波流量计、温度/压力变送器安装是否正确、可靠，包括流量计的安装方向、垂直度；所有连接部位的密封性能。2）使用 HART 编程器为温压变送器设定地址：压力变送器为 01；温度变送器为 02。3）接线检查：应对照厂家提供的系统接线图，检查所有接线无误。注意：尤其需要

9、注意，在上电前，要确保所有供电接线极性无误。注意：尤其需要注意，在上电前，要确保所有供电接线极性无误。系统上电系统上电：为流量检测系统通电。：为流量检测系统通电。对气体超声波流量计进行组态对气体超声波流量计进行组态：将一台 PC 机与流量计算机进行连接（SKT10） 。运行 PC 机中安装的 UNIFORM 软件（由厂家随机提供） ，对流量计中需设定的参数和功能进行设置。主要需要设定的参数如下：Spool Piece Parameters：测量管参数Diameter：管径Path Length：声道长度Beam Angle：声道夹角V-Module Parameters：V-模件参数VOS R

10、ange：声速的高低限Gas Velocity Range：气体流速的高低限Sample Range：采样率Timing Constant：时间常数Pulse Length：脉冲长度Profile Correction Parameters：速度分布修正参数Density：气体密度Dynamic Viscosity：动态粘度Pulse Length：脉冲长度Calibration Coefficients：校准系数Adjust Factor：调整系数Low Pass Filter Set-up：低通滤波器Low Flow Cut-off Set-up：小流量切除P&T Input Pa

11、rameters：温度/压力输入参数北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团7PTZ Parameters：PTZ 参数Current Output Set-up（orFrequency Output Set-up） ：电流（频率）输出设置Total Volume Counters Set-up：累积体积计数器设置将组态文件存储到 PC 机硬盘并打印，作为历史数据留档。具体的设置步骤见UNIFORM 用户说明。注意注意： 在对流量计进行设置之前在对流量计进行设置之前， 应将流量计中原有的参数以文件的形式存储起应将流量计中原有的参数以文件的形式存储起来来， 并打印并打印。 流量计在出厂前流量计

12、在出厂前， 一般已经对部分参数进行了设置一般已经对部分参数进行了设置， 如测量管参数如测量管参数、V-V-模件参数和速度修正参数等等。对于这些参数建议不要修改。模件参数和速度修正参数等等。对于这些参数建议不要修改。对对 FC793.4FC793.4 进行组态进行组态1）将显示面板背面的安全开关 SW2 的一号和二号开关拨到 0FF 的位置， 将钥匙开关拨到 DATA 的位置（设置显示？的参数） ；将钥匙开关拨到 EDIT 的位置（设置显示“*”的参数） 。注意注意：所有显示所有显示“？”的参数在组态过程中的参数在组态过程中，必须被设置必须被设置，否则流量计算否则流量计算机无法正常工作。机无法正

13、常工作。2）输入所有需要设定的数据。通常所需要输入的数据如下：地址符号参数说明0,0,02,0Year设定时钟的年0,0,02,1Month设定时钟的月0,0,02,2Day设定时钟的日0,0,02,3Hour设定时钟的时0,0,02,4Minute设定时钟的分0,0,03,0Hs.xxx高位热值的预设定值0,0,03,1Hi.xxx低位热值的预设定值0,0,03,2d.xxx相对密度的预设定值0,0,03,3CO2.xxx二氧化碳摩尔%数的预设定值0,0,03,4N2.xxx氮气摩尔%数的预设定值0,0,10,0Zn.max基准 Z 因子的高报警值0,0,10,1Zn.min基准 Z 因子的

14、低报警值0,0,11,0Pn基准压力0,0,11,1tn基准温度0,0,11,2Dens air空气在基准状况下的密度0,0,11,3SN站号或序(列)号0,0,11,4t-alarm温度的报警值0,0,12,0Qmax最大流量0,0,12,2Hiq%流量的高报警值0,0,12,3Loq%流量的低报警值0,0,18,0Pmax压力的上限值0,0,18,1Pmin压力的下限值0,0,18,2Phi压力的高报警值0,0,18,3Plo压力的低报警值0,0,18,4PDf压力的默认值0,0,19,0Tmax温度的上限值0,0,19,1Tmin温度的下限值0,0,19,2Thi温度的高报警值0,0,1

15、9,3Tlo温度的低报警值北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团80,0,20,0Number声道的数目0,0,20,1%det检测效率的%输入设定参数的具体方法是：按“L”键，输入所要输入参数的地址号（以的格式输入） ，按“E”键进行确认；按上卷键（）或下卷键（） ，使光标移动到将要设置的项，按“E”键进行确认；键入所要设定的值，按“E”键确认即可。3）将钥匙开关拨到 RUN 的位置。将显示安全开关 SW2 中的一、二号开关拨到 ON 的位置。打印组态和显示数据：为了方便日后的维护工作，有必要打印一份组态和显示数据留档（打印方法见后） 。注意注意： 在日常维护过程中在日常维护过程中， 对

16、比显示数据中的自诊断参对比显示数据中的自诊断参数数AGC-level和和AGC-limit初始值（打印留档的数据初始值（打印留档的数据） ，将有助于分析流量计的运行条件和运行状态。，将有助于分析流量计的运行条件和运行状态。以上为流量检测系统首次启动时的启动步骤。 当在运行过程中， 启动系统时，只需系统上电即可。InstrometInstromet 气体超声波流量测量系统日常操作气体超声波流量测量系统日常操作显示所要读取数据的方法方法一、在 FC793.4 流量计算机中，每一个显示数据都有一个唯一的地址（Location） 。只要我们知道所要读取的数据的地址，例如正方向工况体积总量Vb 的地址

17、Location =1,0,00,0，就可采用如下步骤读到所要的数据：（1）按 L 键；（2）输入所读数据的地址（例如要想读 Vb 的数值，只需依次输入 10000即可） ；（3）按 E 键，即可。方法二、如果不知道或不愿意使用输入地址的方法，也可使用上卷键（）或（）进行翻页，逐页查找。前提是要知道所要读取的数据的符号。读数的方法按照以上提供的两种读取数据的方法，找到所要读取的数据的地址后，区分以下两种方式读取数据：（1）带有因子的数据的读法：这类数据主要是各种类型的累积量数据，包括总量，报警下的累积，小时或日累积等等。其显示格式如下：Vb= 10000000，0000m3/h10000数据符

18、号显示值因子其实际的读数=显示值因子，例如：显示如下：Vb=00012345，000m3/h1000其实际的 Vb=12345000m3/h。（2）其他数据的读法：对于不带因子的数据，直接读其显示值即可。日常需要读数的数据列表：序号检测数据的名称符号地址（Location）北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团91正向工况体积总量+Vb1,0,00,02正向标况体积总量+Vn1,0,00,23正向能量总量+E1,0,01,04正向质量总量+M1,0,01,25报警条件下的正向标况体积流量+Ven1,0,02,26当前一小时的正向标况体积总量+Vn.th1,0,04,27过去一小时的正向标况

19、体积总量+Vn.ph1,0,06,28当天的正向标况体积总量+Vn.td1,0,08,29前一天的正向标况体积总量+Vn.pd1,0,10,210工况体积流量Qb1,0,25,011标况体积流量Qn1,0,25,112质量流量QM1,0,26,013能量流量QE1,0,26,114工况压力P1,0,29,015工况温度t1,0,29,116工况下的压缩因子Z1,0,30,017流速V.corrd1,0,37,3八、八、InstrometInstromet 气体超声波流量测量系统气体超声波流量测量系统参数设置参数设置在运行过程中，有时需要对流量计算机中的某些参数进行修改，如报警限值、默认值和修正

20、时钟， 尤其是当采用固定气体组分计算压缩因子对气体体积进行修正时，需要根据对气体组分的实际分析，向流量计算机中输入气体组分数据。这时， 就需要进行参数设置的操作。参数设置按在前面启动过程中提供的操作步骤进行（参见上述） 。注意：当运行期间，切勿在钥匙开关处于注意：当运行期间，切勿在钥匙开关处于 DATADATA 位置时将流量计算机断电，否则位置时将流量计算机断电，否则将造成检测数据丢失的严重后果将造成检测数据丢失的严重后果。另外另外，厂家建议在运行过程中厂家建议在运行过程中，任何参数的修任何参数的修改都必须征得单位领导和技术人员的同意改都必须征得单位领导和技术人员的同意， 并办理必要的手续并办

21、理必要的手续， 如参数修改操作如参数修改操作票和填写操作记录等。票和填写操作记录等。九、九、InstrometInstromet 气体超声波流量测量系统报警气体超声波流量测量系统报警的发现与处理的发现与处理在 FC793.4 流量计算机中设置有两类报警：责任报警（ACC-ALARM）和非责任报警（NON ACC-ALARM） 。 当发生这两类报警时流量计算机面板上 LED显示屏左侧对应的报警灯（红色）将亮起来。另外，还有两个报警指示灯：故障（FAULT ）和温度（t-ALARM）报警。无论发生何种报警，操作人员都应进行及时的了解和处理。当四个报警指示灯中的一个或若干个亮起来时， 说明有报警状态

22、出现。 这时，首先应按下面板上的报警显示按钮（ALARM） ，显示报警页。当选定报警页时,在显示屏上显示出的报警和故障的代码具有如下的格式:在报警页中，前 8 位是所发生报警或故障的代码，通过这些代码就可以知道起重要影响作用的参数的条件和状态。第 1 个数位将是 N， C， T 或 F 四个字母中的任何一个， 根据该字母可辩识是：非责任报警（N） ，责任报警（C） ，温度报警（T）或故障工况（F） 。 （如有故障发生，1 至 5 数位将拼写出 FAULT（故障）的字样。 ）2 至 8 数位将规定报警的具体类型如下所述。北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团10非责任报警（N）的参数符号t温

23、度高于 t.Hi 或低于 t.Lop压力高于 p.Hi 或 p.Lohs高位热值高于 hs.Hi 或低于 hs.Lohi低位热值高于 hi.Hi 或低于 hi.Lod相对密度高于 d.Hi 或低于 d.LoCO2二氧化碳的摩尔%高于 CO2Hi 或低于 CO2LoQb未修正的流量低于 Lo.q（低流量报警值）FOP1脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP2脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP3脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP4脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP5脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZ

24、FOP6脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP7脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP8脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP9脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP10脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP11脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZFOP12脉冲输出 1 的脉冲频率大于 2HZ 或 10HZN PRINT打印机有故障或卡纸U%ef11 号声道的效率低于预设定的下限值U%ef22 号声道的效率低于预设定的下限值U%ef33 号声道的效率低于预设定的下限值U%ef44 号声道的效

25、率低于预设定的下限值U%ef55 号声道的效率低于预设定的下限值Usec流量计的安全位已设定责任报警的参数符号t温度高于 t.max 或低于 t.minp压力高于 p.max 或低于 p.minpxtm压力变送器有故障或通信失败txtm温度变送器有故障或通信失败hs高位热值低于 15MJ。或高于 50hi低位热值低于 hi.min。或高于 hi.maxd相对密度低于 0.55 或高于 0.9CO2二氧化碳的摩尔%大于 30%或小于 0%Zn基准状况的压缩因子大于 Zn.max 或小于 Zn.minQb未修正的流量大于 Hi.q 持续时间大于 1 分钟 （大流量报警）Comms与站控计算机之间

26、RS485 通信发生故障CAL修正仪处于校准模式Ucom与超声流量计之前的通信有故障Uno声道的数目输入错了Ulv1全部涡流检测声道是好的，全部轴向声道有故障北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团11Ulv21 个或更多的轴向声道是好的，1 个或更多涡流检测声道有故障Uivd流量计发出了无效的数温度报警（T）t-alarm温度低于 t-alarm 值而 qb 高于 Lo.9 持续时间大于 1 小时故障代码当发生操作故障时，显示屏上将示出 FAULT（故障） ，在“FAULT”字后有 1至 10 的数字，这些数字会指明故障的原因。如果故障还能容许修正仪继续工作时，将示出故障发生的时间。这 9

27、 种故障如下：FAULT1输入的数据不够多，以至无法进行力量计算FAULT2存入存储器的数据受到破坏FAULT3RAM 存储器有故障FAULT4PROM 程序存储器有故障FAULT5调制解调器（modem）的输入有故障FAULT6Comms2 电路板有故障FAULT8键开关有故障FAULT9在实时的时钟电路中有故障FAULT10打印机或打印机的驱动电路板有故障在流量检测系统正常运行期间所发生的报警，应区分不同报警情况加以处理。1）当发生非责任报警时，一般无须立即进行任何处理，但操作者应对所发生的报警内容进行记录，并观察报警状态持续的时间或出现的规律。当发现某种非责任报警状态持续时间较长，或呈规

28、律性出现时，应报告班长或技术人员知道，分析原因并处理。2）当发生责任报警或故障时，应立即进行记录，最好分别进行显示数据及报警的打印（参见上述） ，然后报告班长或技术人员知道。建议的处理方法如下：注意注意： 当发生报警时当发生报警时， 及时地将报警状态下的显示数据和报警内容用打印的形式及时地将报警状态下的显示数据和报警内容用打印的形式记录下来是非常重要的。一方面将有利于本单位技术人员分析报警或故障的原记录下来是非常重要的。一方面将有利于本单位技术人员分析报警或故障的原因，另一方面将在与厂家讨论问题时提供准确的依据。因，另一方面将在与厂家讨论问题时提供准确的依据。如果所发生的报警是由于操作不当造成

29、的，如钥匙开关拨在了 CAL 模式上，修正所做的操作，报警随即解除。如果所发生的报警是由于工况条件的急剧变化，如流量变化或组分变化等，并经确认报警情况无误，则需要进行工艺上的调整。如果报警的原因是流量计或流量计算机硬件的失灵或故障时，经确认报警无误后，由用户的技术人员或由厂家的服务人员进行相应的处理。注意注意：当流量计算机刚刚启动时当流量计算机刚刚启动时，经常会同时发生很多报警经常会同时发生很多报警（非责任非责任、责任和故责任和故障障） 。在系统启动后，这些报警状态一般会消失，属正常现象。在系统启动后，这些报警状态一般会消失，属正常现象。十、十、打印数据打印数据前面已经提到了打印数据的重要性。

30、 打印数据的目的除了前面提到的保留北京市天汇佳新技术工贸集团荷兰英斯卓美集团12原始数据和报警下的显示数据以外，另一个目的是贸易计量所要求的，作为减小计量风险的手段和贸易结算的依据。打印数据有两种方式：1）随机打印：随机打印还分为预设条件打印和人工打印两种。（1）预设条件打印：在流量计算机地址 5,0,03 中，可以根据需要在一定条件（键动作，电源动作，报警）下进行自动打印或停止打印。（2）人工打印：根据实际的需要，如对流量计算机进行其他操作，为防止误动作导致数据丢失，而人工进行打印。方法是，按下流量计算机面板上的打印按钮（PRINT） ，选择用户数据（User DATA） 、显示数据（Dis

31、playDATA）和报警数据（ALARM DATA） ，然后按“E”键，即可。2）定时打印：定时打印对于班组交接和贸易结算都是最可靠和有效的方法。定时打印的设置方法是，根据实际的要求在地址 5,0,02 下分别设置打印间隔、开始打印时间等时间参数，即可。注意注意：在地址在地址 5,0,025,0,02 下输入时间参数时下输入时间参数时，一定要按一定要按“. .”格式输入格式输入，设设置才能成功置才能成功。另外另外，为保证打印工作的顺利进行为保证打印工作的顺利进行，需要操作人员将检查打印机的需要操作人员将检查打印机的工作状态作为一项日常工作来抓，务必保证打印机工作正常。工作状态作为一项日常工作来

32、抓，务必保证打印机工作正常。十一、十一、 InstrometInstromet 气体超声波流量计的日常维护气体超声波流量计的日常维护由于超声波流量计是一种无可动部件，无节流件，无引压/引流管路的纯电子产品，不存在部件磨损和堵塞的问题，基本上是一种免维护的仪表。操作人员日常所需要做的工作，主要是定期地收集流量检测系统的运行数据。将这些数据进行分析和比较（与具有可比性的历史数据，即在相同工况条件下的数据） ，了解流量计的运行状况，以确定流量计是否存在故障情况。重点需要收集并进行分析比较的数据包括以下几个参数：声速声速 （VosVos） ： 流量计所检测到的声速的数值通常应是在一定范围内的稳定值。当

33、声速值发生突然的跳变 （变化幅度大于 0.5 英尺/秒） 时， 将表明故障发生。气体的流速（零流量下测量气体的流速（零流量下测量） ：如果在零流量下进行测量时， 所测得的气体流速值并不是一个稳定的低数值，表明可能存在一定的测量误差。注意注意： 零流量测试零流量测试， 需要严格的测试条件需要严格的测试条件， 比如要保证管道中确实没有气体流过比如要保证管道中确实没有气体流过，且管道中的温度要保证恒定和均匀等等。且管道中的温度要保证恒定和均匀等等。3 3性能（性能（PerformancePerformance） ：性能的显示值通常应接近 100%。在一个较长的时期内性能如缓慢的递减则表示传感器的表面已逐渐被污染。在气体的大流量下性能也会减小。一般说来，性能将大于 90%， 这数值随流量计的具体型式及其尺寸而变化。 但在很大的流量下， 性能将降至 50%左右。 性能的降低并不影响测量精度。 只有当性能接近零时，精度才会变坏。一般，将性能值的报警值设置为 20%。当发现