如何降低噪声对超声波流量计的影响

不过由于影响超声波流量计流量测量结果不确定度的因素很多，在使用的过程中会受到来自于上游直管段内壁粗糙度、气体成分、上游直管段长度、流量计上游流体流态、噪声干扰、气流脉动等。会对仪表的测量产生或大或小的影响，当然仪表是具有相当的自我纠错功能的，可以在一定范围之内有效地识别并去掉无关的干扰信号，但是倘若外界的影响较大，超出了仪表自我纠错的控制范围，则肯定会对于最终测量数据产生影响。

对操作人员来说，最常见的是管道中的噪声可能会干扰超声波流量计的工作，进而影响仪表的性能。这种噪声最典型的产生部位是有压力降的地方，比如流量调节阀。

1.调节阀噪声及降噪措施

A、调节阀噪声在天然气管道输气生产过程中，调节阀是最常用到的调压设备。当调节阀进行调压时，会产生很宽频率范围的噪声，包括超声频率范围的超声噪声。该噪声从本质上具备声波的物理性质，它的大小与阀的类型、气体流速及调压压差等因素有关，噪声产生之后会向调节阀上游和下游同时传播。但是由于调节阀的压差作用，气体在节流口被紧紧地向下游压缩，使得主要的噪声能量以冲击波的形式传播到了下游，相对较少的噪声能量向上游传播。

对于超声波流量计，其换能器超声脉冲都有特定的工作频率，用于天然气计量的超声波流量计其脉冲频率均在120kHz以上。换能器仅对其工作频率的脉冲信号进行响应，若调节阀调压产生的噪声频率达到换能器工作频率，并通过气流介质传播到达超声波流量计时，将使得换能器无法正常检测并分辨出工作脉冲信号，导致计量故障。

B、降噪措施在带调节阀的工况场合设计使用超声波流量计要充分考虑降噪措施。1）由于传播到调节阀上游的噪声能量远小于向下游传播的噪声能量，因此应首先考虑将调节阀安装在超声波流量计下游，并确保有尽可能大的安装距离。

通过在超声波流量计和调节阀之间安装一定数量的管件可以达到不同程度衰减超声噪声的目的〔1〕不同管件的降噪能力见表1。表!不同管件的降噪能力管件名称降噪能力（dB）100m直管段590度弯头5!6T形管10两平面弯头14管束（换热器）20多孔板消音器24管束式消音器33如表1所示，在超声波流量计和调节阀之间安装100m的直管段和90度弯头的降噪能力相等，但在应用中安装100m直管段是根本不切实际的做法。比较普遍而有效的办法是在超声波流量计与调节阀之间使用T形管或两平面弯头来衰减调节阀噪声。在实际的设计中，采用T形管的数量，取决于很多因素，当调节阀调压压差大于约2.067Mpa时应考虑使用两个或两个以上的T形管〔3〕。另外，若输气工艺中有过滤器、热交换器这样的设备时，考虑将它们安装在流量计与调节阀之间，会获得比使用弯头、T形管更好的降噪作用。3）利用电子技术的手段来应对调节阀噪声。如在必要时通过使用更高频率的换能器，或利用数字信号处理来加强对超声工作脉冲的识别和检测及减少外部噪声的影响等。采用以上方法能够起到不同程度的衰减噪声的作用。在实际设计中，根据具体情况应考虑多种措施配合使用。将调节阀安装在流量计下游，并使用一个或多个T形管，以及尽可能加大安装距离是首选的降噪办法。