一、天然氣流量計(jì)概述：
目前，在天然氣流量計(jì)領(lǐng)域，孔板流量計(jì)仍占主導(dǎo)地位，這主要得益于其發(fā)展歷史悠久、研究深入、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、制造簡(jiǎn)單易行等特點(diǎn)。由于歷史原因和技術(shù)限制，在天然氣集輸企業(yè)中，孔板流量計(jì)一直以機(jī)械式差壓計(jì)作為主要記錄儀表，輔以人工記錄參數(shù)和人工計(jì)算，導(dǎo)致存在諸多環(huán)節(jié)，天然氣流量測(cè)量精度低、難度大。信息反饋滯后等缺點(diǎn)。中原燃?xì)飧呖萍脊煞萦邢薰咎烊粴猱a(chǎn)銷總廠（以下簡(jiǎn)稱總廠）是一家集氣田開(kāi)發(fā)、伴生氣集輸、商品氣出口為一體的綜合性企業(yè)。占整個(gè)中原油田出口氣量的90%。因此，天然氣計(jì)量工作在該廠非常重要。目前，該廠擁有220多個(gè)天然氣流量測(cè)點(diǎn)，分布在30個(gè)站點(diǎn)，其中孔板流量計(jì)192個(gè)，占總流量測(cè)點(diǎn)的87%。高度分散的企業(yè)。隨著企業(yè)管理科學(xué)化、信息化的發(fā)展，對(duì)天然氣流量測(cè)量的要求越來(lái)越高。為此，為實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣流量的快速、準(zhǔn)確、及時(shí)的信息反饋，提高企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率和集輸管理水平，有必要探討天然氣流量的自動(dòng)計(jì)量。 .
2、天然氣流量計(jì)測(cè)量原理：
當(dāng)填充在管道中的流體流過(guò)管道中的標(biāo)準(zhǔn)孔板時(shí)，如圖1所示，流量會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)孔板處形成局部收縮，從而增加流量。靜壓降低，從而在標(biāo)準(zhǔn)孔口上產(chǎn)生壓差。流體流量越大，產(chǎn)生的壓差越大，因此可以根據(jù)壓差來(lái)測(cè)量流量。這種測(cè)量方法基于流動(dòng)連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）。壓差的大小不僅與流量有關(guān)，還與許多其他因素有關(guān)。例如，當(dāng)節(jié)流裝置的形式或管道中流體的物理性質(zhì)（密度、粘度）不同時(shí)，相同流量下產(chǎn)生的壓差也不同。
三天天然氣流量計(jì)自動(dòng)計(jì)量的實(shí)現(xiàn)方式：
所謂自動(dòng)測(cè)量，就是利用變送器實(shí)時(shí)檢測(cè)天然氣流量測(cè)量中涉及的溫度、壓力、差壓等參數(shù)，通過(guò)流量計(jì)算軟件實(shí)現(xiàn)整個(gè)流量計(jì)算軟件。計(jì)算機(jī)。天然氣流量測(cè)量無(wú)需人工參與流量測(cè)量環(huán)節(jié)。隨著計(jì)量技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，實(shí)現(xiàn)孔板流量計(jì)自動(dòng)計(jì)量的方案很多。目前主要有以下四種模式。
1、單變量變送器+流量計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）
使用3個(gè)單變量模擬變送器分別檢測(cè)溫度、壓力和差壓，并將各參數(shù)檢測(cè)到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA模擬信號(hào)，發(fā)送到流量計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）的數(shù)據(jù)采集板，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字量，在流量計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）上通過(guò)流量計(jì)算軟件按需要計(jì)算瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等輔助功能天然氣。
這種方法是一種傳統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)光方式。所有模擬信號(hào)都是采集傳輸?shù)模垢蓴_能力比較差。由于信號(hào)轉(zhuǎn)換等問(wèn)題，難以提高測(cè)量精度。而且硬件連接復(fù)雜，中間環(huán)節(jié)多?？煽啃圆??？蓴U(kuò)展為：?jiǎn)巫兞孔兯推?流量計(jì)算機(jī)+工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)流量計(jì)算與顯示分離，提高系統(tǒng)的可靠性和可視性。
2、多變量變送器+流量計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）
采用多變量智能變送器，同時(shí)檢測(cè)溫度、壓力、差壓等。計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）的數(shù)據(jù)采集板，在流量計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）上，計(jì)算瞬時(shí)流量、累積流量和天然氣的其他輔助功能根據(jù)需要通過(guò)流量計(jì)算軟件。這種方法是隨著發(fā)射機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。從原來(lái)測(cè)量一個(gè)參數(shù)需要一臺(tái)變送器，現(xiàn)在只需一臺(tái)變送器即可測(cè)量多個(gè)參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸采用數(shù)字信號(hào)。大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件連接，提高了系統(tǒng)的可靠性和測(cè)量精度。但由于變送器只檢測(cè)測(cè)量信號(hào)，不處理數(shù)據(jù)，因此在標(biāo)定時(shí)必須與流量計(jì)算機(jī)一起進(jìn)行標(biāo)定。
使用流量計(jì)算機(jī)或工控機(jī)，主要區(qū)別在于流量計(jì)算部分。流量計(jì)算機(jī)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的專用固件，比較穩(wěn)定可靠，信任度高，容易被用戶接受；工控機(jī)上的軟件計(jì)算一般以自主開(kāi)發(fā)為主，便于軟件升級(jí)和系統(tǒng)維護(hù)。由于計(jì)算量大，尤其是多路計(jì)量時(shí)，可靠性稍差。
為了增加系統(tǒng)的可靠性和操作界面的直觀性，該方法還可以擴(kuò)展為：多變量變送器+流量計(jì)算機(jī)+工控機(jī)，即流量計(jì)算和顯示部分分別在流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，在工控機(jī)上顯示。
3.多變量智能變送器+工控機(jī)
該方法與方式二相比，主要區(qū)別在于流量處理軟件固化在變送器中，使變送器可以顯示瞬時(shí)測(cè)量參數(shù)，并在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算瞬時(shí)流量。并通過(guò)數(shù)字信號(hào)傳輸，送至工控機(jī)顯示，實(shí)現(xiàn)其他輔助功能。由于變送器只顯示瞬時(shí)流量，沒(méi)有累積功能，不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，測(cè)量的流量值必須在工控機(jī)上進(jìn)行二次處理，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積累和存儲(chǔ)的功能。
這樣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，變送器可以實(shí)現(xiàn)單標(biāo)定或聯(lián)合標(biāo)定，易于維護(hù)，但由于流量的累積和存儲(chǔ)必須在工控機(jī)中實(shí)現(xiàn)。因此，可靠性差。一旦工控機(jī)出現(xiàn)故障或斷電，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和積累，容易造成數(shù)據(jù)丟失。
4.一體化智能電表+工控機(jī)
這種模式與模式3的區(qū)別主要在于變送器，即一體化智能儀表實(shí)現(xiàn)了變送器和流量計(jì)算機(jī)的一體化，不僅有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，還實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)參數(shù)和流量的顯示，還可以實(shí)現(xiàn)累計(jì)流量和歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn)；在儀器運(yùn)行中，采用多種供電方式：內(nèi)置電池、內(nèi)置電池組、太陽(yáng)能、外接電源等，實(shí)現(xiàn)在無(wú)電源情況下，可獨(dú)立組成計(jì)量系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)顯示天然氣瞬時(shí)流量、累計(jì)流量及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)再現(xiàn)；計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸，送至工控機(jī)顯示，也可在工控機(jī)上進(jìn)行二次數(shù)據(jù)處理。形成的計(jì)量系統(tǒng)更加靈活可靠。
這樣就實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)憂，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)*簡(jiǎn)單，操作更簡(jiǎn)單，更可靠，更易于維護(hù)；不僅是單一學(xué)校，而且是聯(lián)合學(xué)校；采用獨(dú)立的測(cè)量回路，減少了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的干擾，提高了測(cè)量的精度。