金卡智能流量計(jì)產(chǎn)品線總監(jiān) 俞承瑋

來源：《環(huán)球表計(jì)》微信公眾號(hào)2019年1月26日

隨著國家節(jié)能環(huán)保的深入推進(jìn)，工商戶天然氣用氣量急劇提升。面對(duì)如此龐大的用氣群體，解決工商戶的管理難題迫在眉睫。

● 供銷差高居不減

● 偷盜氣屢禁不絕

● 現(xiàn)場維護(hù)量大面廣

● 購/銷氣便利不夠

● 應(yīng)用場景多，量程要求高

● 數(shù)據(jù)安全沒有保障

電子計(jì)量，未來已來。超聲波流量計(jì)以其非接觸測量、無可動(dòng)部件、無壓力損失、超低始動(dòng)流量、超高計(jì)量精度和智能化應(yīng)用等優(yōu)勢，成為燃?xì)馄髽I(yè)追捧的對(duì)象。

金卡智能經(jīng)過多年的潛心研究，于2017年推出TUA超聲波流量計(jì)，目前已在全國部署了近千臺(tái)。

TUA超聲波流量計(jì)原理

超聲波流量計(jì)通過檢測流體流動(dòng)對(duì)超聲波產(chǎn)生的影響來對(duì)液體流量進(jìn)行測量，其利用的是“時(shí)差法”。首先，使用探頭A發(fā)射信號(hào)，信號(hào)穿過流體后被另一側(cè)的探頭B接收到;在探頭A發(fā)射信號(hào)的同時(shí)探頭B也發(fā)出同樣的信號(hào)，經(jīng)過流體后被探頭A接收到;由于流速的存在使得兩時(shí)間不等，存在時(shí)間差，因此根據(jù)時(shí)間差便可求得流速，進(jìn)而得到流量值。

由上式2可知，超聲波在工作的過程中與天然氣的溫度、壓力和組分無關(guān)，也與聲速無關(guān)，僅與流體介質(zhì)的流動(dòng)速度有關(guān)，計(jì)量精度高，穩(wěn)定性重復(fù)性強(qiáng)。

TUA超聲波流量計(jì)作為多聲道超聲波流量計(jì)，相對(duì)于單聲道超聲波流量計(jì)而言，能夠與所有測量層面的流速都發(fā)生關(guān)聯(lián)，單聲道的計(jì)算模型僅僅與中間流速發(fā)生關(guān)聯(lián)。理論上講測量層面越多，測得的流速將越接近實(shí)際流速。因此非正常流場與層流對(duì)單聲道的影響將更加明顯，多聲道測量更精確。

    單聲道超聲波流量計(jì)                  多聲道超聲波流量計(jì)

敲黑板

正常流量：氣流經(jīng)過足夠長的直管段后，將呈現(xiàn)右上圖流速分部，中間快，周邊慢，按同心圓由內(nèi)向外逐漸遞減。（左圖）

非正常流量將呈現(xiàn)右下圖流速分部，中心最大正常流場：當(dāng)氣流經(jīng)過的彎管或阻流器件后，當(dāng)直管段長度不夠長時(shí)，流速產(chǎn)生偏移，并產(chǎn)生一定的渦流。（右圖）

同一流量計(jì)內(nèi)，雖然流體介質(zhì)的速度可能不同，但聲速卻是相同的。TUA通過比較各個(gè)聲道的聲速，來對(duì)每次測量進(jìn)行自診斷，確保每次測量精準(zhǔn)。而單聲道超聲波流量計(jì)卻根本沒有這一能力。如果有聲道發(fā)生錯(cuò)誤，多聲道超聲波流量計(jì)(在 1 或 2個(gè)測量平面)仍能繼續(xù)計(jì)量，且能及時(shí)被診斷出并得到修復(fù)，但單聲道超聲波流量計(jì)不易被察覺。

TUA超聲波流量計(jì)的主要特點(diǎn)

低始動(dòng)，寬量程比

工商戶的應(yīng)用場景廣，以餐飲行業(yè)為例，客流量集中的區(qū)間，幾個(gè)灶同時(shí)開大火，用氣量大，其他區(qū)間用氣量少，甚至存在晚上小火煲湯的情況，這就意味著對(duì)表具的計(jì)量范圍要求高。TUA超聲波流量計(jì)從0.05米/秒—30米/秒的流速均可測量，量程比為1:700，可測范圍很廣，滿足燃?xì)夤艿腊踩O(shè)計(jì)要求≤30米/秒，非常高的靈敏度，能測量很小的流量，保證計(jì)量不間斷，能適應(yīng)峰谷用氣差異較大的場合。

帶有旋轉(zhuǎn)整流器，前后直管段要求低

TUA型氣體超聲波流量計(jì)帶有旋轉(zhuǎn)整流器，該技術(shù)自主研發(fā)，具有專利認(rèn)證。通過旋轉(zhuǎn)整流器，先將原來的不確定流場打亂，再形成自己需要的流場。這個(gè)整流器的使用，可以使前直管段由原來的20D以上縮短到5D以內(nèi)，降低安裝長度，空間要求降低，且影響的精度控制在1%以內(nèi)。

耐污性強(qiáng)，維護(hù)量低

工商戶安裝環(huán)境復(fù)雜，維護(hù)次數(shù)多增加了管理成本。超聲波流量計(jì)無可動(dòng)部件，獨(dú)有的穿透特性及自清洗功能，粉塵、水汽不影響其測量精度，長期使用精度不變，維護(hù)量低。

使用壽命長

TUA超聲波流量計(jì)無任何裸露的管線，不僅可靠性更高，更為運(yùn)輸、標(biāo)定提供了安全保證。無任何轉(zhuǎn)動(dòng)部件，無任何機(jī)械故障，不存在卡死，走慢等情況。壽命只與電子部件有關(guān)，與機(jī)械部件無關(guān)。雙備份鋰電池供電，可連續(xù)使用6年以上。

可形成基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧管理

TUA超聲波流量計(jì)內(nèi)置基于NB-IoT技術(shù)的遠(yuǎn)傳模塊，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，提供現(xiàn)場診斷資訊，幫助燃?xì)馄髽I(yè)進(jìn)行預(yù)判；可實(shí)現(xiàn)工商戶在線繳費(fèi)；可實(shí)現(xiàn)異常報(bào)警，保障安全；可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，特別是能夠有效抑制偷盜氣行為；可實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)管理，降低供銷差。

TUA超聲波流量計(jì)的應(yīng)用案例

(1)工業(yè)用戶

用氣設(shè)備：鍋爐

用氣特點(diǎn)：間歇式用氣、用氣量不穩(wěn)定，瞬間通氣停氣等    

（2）工業(yè)用戶

     用氣設(shè)備：窯爐

     用氣特點(diǎn)：正常使用時(shí)不能停氣、用氣量不穩(wěn)定，范圍大

（3）商業(yè)用戶（餐飲行業(yè)）

用氣設(shè)備：灶具

用氣特點(diǎn)：用氣量不穩(wěn)定，最大流量與最小流量可達(dá)1:60