天然氣流量計量是天然氣供應和接收的一大事項，是天然氣上下游企業交接結算的重要依據。這其中超聲波流量計的應用非常廣泛。其是通過測定高頻聲脈沖在管道內沿逆流和順流方向傳播時間差以實現天然氣流量計量的流量測量儀表。然而受超聲流量計質量、噪聲等多因素影響，超聲波流量計在使用過程中有時會出現一些故障，直接影響計量精度。因此如何保證天然氣的準確計量，不產生計量損失，切實掌握天然氣超聲流量計常見故障表現形式及做好處理維護措施非常重要。

前言

與傳統的孔板、渦輪等流量計量方式相比，超聲流量計具有計量精度高、受氣質條件影響小、量程比大(最大可達300：1)、不產生天然氣節流等優勢，然而受按照質量、流量計運轉中產生的軸承磨損、噪聲等因素影響，計量準確度偏差與無計量現象也經常出現，對企業造成損失，現將一些常見故障現象和解決方法進行分析。

1 故障原因分析及解決措施

（1）超聲波流量計讀數不穩定變化劇烈原因分析：安裝超聲波流量傳感器的管道振動大或存在

改變流態裝置（如流量計安裝在調節閥、泵、縮流孔的下流）。解決方法：將流量傳感器改裝在遠離振動源的地方或移至改變流態裝置的上游。

（2）超聲波流量計讀數出現了較大誤差原因分析：①超聲波流量計傳感器裝在水平管道的頂部

和底部的沉淀物干擾超聲波信號。解決方法：將傳感器裝在管道兩側。②超聲波流量計傳感器裝在水流向下的管道上，管內未充滿流體。解決方法：將傳感器裝在充滿流體的管段上。③存在使流態強列烈波動的裝置如：文氏管、孔板、渦街流量計、渦輪流量計或部分關閉的閥門，正好在傳感器發射和接收的范圍內，使讀數不準確。解決方法：將傳感器裝在遠離上述裝置的地方，傳感器上游距上述裝置 30D，下游距上述裝置 10D 或移至上述裝置的上游。④超聲波流量計輸入管徑與管道內徑不匹配。解決方法：修改管徑，使之匹配。

（3）傳感器是好的，但流速偏低或沒有流速原因分析:①由于管道外的油漆、銹跡未清除干凈。解

決方法：重新清除管道，安裝傳感器。②管道面凹凸不平或超聲波流量計安裝在焊接縫處。解決方法：將管道磨平或遠離焊縫處。③管道圓度不好，內表面不光滑，有管襯式結垢。若管材為鑄鐵管，則有可能出現此情況。解決方法：選擇鋼管等內表面光滑管道材質或襯的地方。④被測介質為純凈物或固體懸浮物過低。解決方法：選用適合的其它類型儀表。⑤傳感器安裝纖維玻璃的管道上。解決方法：將玻璃纖維除去。⑥傳感器安裝在套管上，則會削弱超聲波信號。解決方法：將傳感器移到無套管的管段部位上。⑦傳感器與管道耦合不好，耦合面有縫隙或氣泡。解決方法：重新安裝耦合劑。

（4）當控制閥門部分關閉或降低流量時讀數反會增加原因分析：傳感器裝的過于靠近控制閥下游，當部分關閉閥門時流量計測量的實際是控制閥門縮徑流速提高的流

速，因口徑縮小而流速增加。解決方法：將傳感器遠離控制閥門，傳感器上游距控制閥 30D 或將傳感器移至控制閥上游距控制閥 5D。

（5）超聲波流量計工作正常，突然超聲波流量計不再測量流量了

原因分析：①被測介質發生變化。解決方法：改變測量方式。②被測介質由于溫度過高產生氣化。解決方法：降溫。③被測介質溫度超過傳感器的極限溫度。解決方法：降溫。④傳感器下面的耦合劑老化或消耗了。解決方法：重新涂耦合劑。⑤由于出現高頻干擾使儀表超過自身濾波值。解決方

法：遠離干擾源。⑥計算機內數據丟失。解決方法：重新輸入各項正確的參數。

（6）超聲波流量計探頭使用一段時間，會出現不定期報警的現象

原因分析：這是由于輸送的介質雜質較多時，這種問題會比較常見。解決辦法：定期清理探頭(建議一年清理一次)。

（7）超聲波流量計輸送的介質含有水等液體雜質時，流量計引壓管容易產生積液，氣溫較低時會出現引壓管凍堵的現象，尤其在北方地區冬季較常見。解決辦法：對引壓管進行吹掃或加電伴熱。

（8）超聲波流量計儀表在現場強干擾下無法使用原因分析：供電電源波動范圍較大，周圍有變頻器或強

磁場干擾，或者接地線不正確，都可能引起超聲波流量計無法正常使用。解決方法：給儀表提供穩定的供電電源，儀表安裝遠離變頻器和強磁場干擾，有良好的接地線。

（9）外夾式流量計信號低。

原因分析：這種問題大多是管徑過大或管道結垢嚴重引起的，或者是選擇的安裝方式不對。

解決方法：對于管徑過大、結垢嚴重，建議采用插入式探頭，或選擇 Z 型安裝方式。超聲波在傳播過程中，由于受介質和介質中雜質的阻礙或吸收，其強度會逐漸產生衰減。不論是超聲波流量計還是超聲波物位計，對所接受的聲波強度都有一定的要求，所以都要對各種衰減進行抑制。

（10）超聲流量計出現噪聲噪聲產生的來源：正常情況下，超聲流量計發出的脈沖

信號頻率在 125kHz 以上，由調節閥、節流閥等節流件產生的噪聲頻率一般都低于這一頻率范圍。但隨著閥門型號、天然氣流量及壓差等因素的變化噪聲的頻率會逐漸變得寬泛起來(其中包含著超聲脈沖信號的同頻噪聲)，這些噪聲同時向上游和下游傳播，被超聲流量計換能器接收后，就會使流量計產生模糊信號，導致信噪比增大，出現計量偏差。目前，天然氣計量系統的噪聲源主要有匯管、節流閥、捌壓閥、壓縮機、流動調整器等，其中，以調壓閥、節流閥產生的節流噪聲對超聲流量計的影響最為常見。

常見的超聲降噪工藝：為保證超聲流量計能夠正常運行，主要考慮從三個方面對噪聲進行控制：控制噪聲源、切斷噪聲傳播途徑、噪聲數字信號處理(噪聲過濾)。

2 結語

超聲波流量計計量方便、經濟、準確，在國內各大天然氣運行企業中普遍應用，然而由于天然氣場站工業現場特殊的環境，超聲波流量計在使用過程中有時會出現一些故障，影響計量結果和企業效益。因此針對這些現象，針對不同的故障表現形式選取合適的方法進行超聲波流量計常見故障解決。