ISO 17089-1:2010
(Main)Measurement of fluid flow in closed conduits - Ultrasonic meters for gas — Part 1: Meters for custody transfer and allocation measurement
Measurement of fluid flow in closed conduits - Ultrasonic meters for gas — Part 1: Meters for custody transfer and allocation measurement
ISO 17089-1:2010 specifies requirements and recommendations for ultrasonic gas flowmeters (USMs), which utilize the transit time of acoustic signals to measure the flow of single phase homogenous gases in closed conduits. ISO 17089-1:2010 applies to transit time ultrasonic gas flowmeters used for custody transfer and allocation metering, such as full-bore, reduced-area, high-pressure, and low-pressure meters or any combination of these. There are no limits on the minimum or maximum sizes of the meter. ISO 17089-1:2010 can be applied to the measurement of almost any type of gas, such as air, natural gas, and ethane. Included are flow measurement performance requirements for meters of two accuracy classes suitable for applications such as custody transfer and allocation measurement. ISO 17089-1:2010 specifies construction, performance, calibration, and output characteristics of ultrasonic meters for gas flow measurement and deals with installation conditions.
Mesurage du débit des fluides dans les conduites fermées — Compteurs à ultrasons pour gaz — Partie 1: Compteurs pour transactions commerciales et allocations
L'ISO 17089-1:2010 spécifie les exigences et les recommandations relatives aux compteurs à ultrasons pour gaz qui utilisent le temps de transit de signaux acoustiques pour mesurer le débit de gaz homogènes à phase unique dans des conduites fermées. L'ISO 17089-1:2010 s'applique aux compteurs à ultrasons à temps de transit pour gaz utilisé pour le mesurage des transactions commerciales et des allocations, tels que les compteurs à passage intégral, les compteurs à surface réduite, les compteurs haute pression, les compteurs basse pression et toute combinaison de ceux-ci. Il n'y a pas de limites aux dimensions minimales ou maximales du compteur. L'ISO 17089-1:2010 peut s'appliquer au mesurage de pratiquement tous les types de gaz, tels que l'air, le gaz naturel et l'éthane. Des exigences de performance de mesurage du débit sont incluses pour les compteurs appartenant à deux classes de précision appropriées pour des applications telles que le mesurage à des fins de transactions commerciales et d'allocations. L'ISO 17089-1:2010 spécifie la construction, les performances, l'étalonnage et les caractéristiques du signal de sortie des compteurs à ultrasons employés pour le mesurage du débit de gaz et traite des conditions d'installation.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17089-1
First edition
2010-11-15
Measurement of fluid flow in closed
conduits — Ultrasonic meters for gas —
Part 1:
Meters for custody transfer and allocation
measurement
Mesurage du débit des fluides dans les conduites fermées —
Compteurs à ultrasons pour gaz —
Partie 1: Compteurs pour transactions commerciales et allocations
Reference number
ISO 17089-1:2010(E)
©
ISO 2010
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ISO 17089-1:2010(E)
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Published in Switzerland
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ISO 17089-1:2010(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms, definitions, and symbols .2
4 Principles of measurement .8
5 Meter characteristics.20
6 Test and calibration.36
7 Audit trail and operational practice .45
8 Valve characterization and noise in a metering and regulating station .53
Annex A (informative) Registration of error bands .60
Annex B (informative) Derivation and correction of USM errors .62
Annex C (informative) The flow reference meter method for USMs in series .66
Annex D (informative) Documents .72
Annex E (informative) Detailed calculation of geometry-related temperature and pressure
corrections .74
Annex F (informative) Disturbance tests .94
Bibliography.96
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ISO 17089-1:2010(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17089-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits,
Subcommittee SC 5, Velocity and mass methods.
ISO 17089 consists of the following parts, under the general title Measurement of fluid flow in closed
conduits — Ultrasonic meters for gas:
⎯ Part 1: Meters for custody transfer and allocation measurement
The following part is planned:
⎯ Part 2: Meters for industrial applications
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ISO 17089-1:2010(E)
Introduction
Ultrasonic meters (USMs) for gas flow measurement have penetrated the market for meters rapidly since
2000 and have become one of the prime flowmeter concepts for operational use as well as custody transfer
and allocation measurement. Next to the high repeatability and high accuracy, ultrasonic technology has
inherent features like: negligible pressure loss; high rangeability; and the capability to handle pulsating flows.
USMs can deliver extended diagnostic information through which it may be possible to demonstrate the
functionality of an USM. Also, the measured speed of sound of the USM may be compared with the speed of
sound calculated from pressure, temperature, and gas composition, to check the mutual consistency of the
four instruments involved. Due to the extended diagnostic capabilities, this part of ISO 17089 advocates the
addition and use of automated diagnostics instead of labour-intensive quality checks.
This part of ISO 17089 focuses on meters for custody transfer and allocation measurement (class 1 and
class 2 meters). Meters for industrial gas applications, such as utilities and process, as well as flare gas and
vent measurement, will be the subject of part 2.
Typical performance factors of the classification scheme are:
Class Typical applications Typical uncertainty Reference
1 Custody transfer This part of ISO 17089
<0,7 %
2 Allocation <1,5 % This part of ISO 17089
a
3 Utilities and process ISO 17089-2
a
4 Flare gas and vent gas
ISO 17089-2
a
Planned.
Typical configurations for class 1 and class 2 meters are multi-path meters with chords at different radial
positions.
Typical configurations for class 3 and class 4 meters are single-path meters, meters with only diametrical
paths, insertion type meters, household type, stack or chimney type, and flare type meters.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17089-1:2010(E)
Measurement of fluid flow in closed conduits — Ultrasonic
meters for gas —
Part 1:
Meters for custody transfer and allocation measurement
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document using a colour printer.
1 Scope
This part of ISO 17089 specifies requirements and recommendations for ultrasonic gas flowmeters (USMs),
which utilize the transit time of acoustic signals to measure the flow of single phase homogenous gases in
closed conduits.
This part of ISO 17089 applies to transit time ultrasonic gas flowmeters used for custody transfer and
allocation metering, such as full-bore, reduced-area, high-pressure, and low-pressure meters or any
combination of these. There are no limits on the minimum or maximum sizes of the meter. This part of
ISO 17089 can be applied to the measurement of almost any type of gas, such as air, natural gas, and ethane.
Included are flow measurement performance requirements for meters of two accuracy classes suitable for
applications such as custody transfer and allocation measurement.
This part of ISO 17089 specifies construction, performance, calibration, and output characteristics of
ultrasonic meters for gas flow measurement and deals with installation conditions.
NOTE It is possible that national or other regulations apply which can be more stringent than those in this part of
ISO 17089.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
lSO 4006, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
ISO 5168, Measurement of fluid flow — Procedures for the evaluation of uncertainties
ISO/TR 7871, Cumulative sum charts — Guidance on quality control and data analysis using CUSUM
techniques
ISO 12213 (all parts), Natural gas — Calculation of compression factor
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
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ISO 17089-1:2010(E)
3 Terms, definitions, and symbols
3.1 Terms and definitions
3.1.1 General
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4006 and the following apply.
3.1.2 Quantities
3.1.2.1
volume flow rate
q
V
dV
q =
V
dt
where
V is volume;
t is time.
[83]
NOTE Adapted from ISO 80000-4:2006 , 4-30.
3.1.2.2
working range
rangeability
set of values of quantities of the same kind that can be measured by a given measuring instrument or
measuring system with specified instrumental uncertainty, under defined conditions
[33]
NOTE 1 Adapted from ISO/IEC Guide 99:2007 , 4.7, “working interval”.
NOTE 2 For the purposes of this part of ISO 17089, the “set of values of quantities of the same kind” are volume flow
rates whose values are bounded by a maximum flow rate, q , and a minimum flow rate q ; the “given measuring
V, max V, min
instrument” is a meter.
3.1.2.3
metering pressure
p
absolute gas pressure in a meter under flowing conditions to which the indicated volume of gas is related
3.1.2.4
average velocity
v
volume flow rate divided by the cross-sectional area
3.1.3 Meter design
3.1.3.1
meter body
pressure-containing structure of the meter
3.1.3.2
acoustic path
path travelled by an acoustic wave between a pair of ultrasonic transducers
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ISO 17089-1:2010(E)
3.1.3.3
axial path
path travelled by an acoustic wave entirely in the direction of the main pipe axis
NOTE An axial path can be both on or parallel to the centre-line or long axis of the pipe.
See Figure 1.
Figure 1 — Axial path
3.1.3.4
diametrical path
accoustic path whereby the acoustic wave travels through the centre-line or long axis of the pipe
See Figure 2.
Figure 2 — Diametrical paths
3.1.3.5
chordal path
accoustic path whereby the acoustic wave travels parallel to the diametrical path
See Figure 3.
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ISO 17089-1:2010(E)
Figure 3 — Chordal paths
3.1.4 Thermodynamic conditions
3.1.4.1
metering conditions
conditions, at the point of measurement, of the fluid whose volume is to be measured
NOTE 1 Metering conditions include gas composition, temperature, and pressure.
[2]
NOTE 2 Adapted from ISO 9951:1993 , 3.1.6.
3.1.4.2
base conditions
conditions to which the measured volume of the fluid is converted
NOTE 1 Base conditions include base temperature and base pressure.
[2]
NOTE 2 Adapted from ISO 9951:1993 , 3.1.7.
3.1.4.3
specified conditions
conditions of the fluid at which performance specifications of the meter are given
[2]
NOTE Adapted from ISO 9951:1993 , 3.1.8.
3.1.5 Statistics
3.1.5.1
measurement error
error of measurement
error
measured quantity value minus a reference quantity value
[33]
[ISO/IEC Guide 99:2007 , 2.16]
EXAMPLE Measured quantity value of meter under test minus quantity value of reference meter.
3.1.5.2
error curve
interconnection of the curve (e.g. polynomial) fitted to a set of error data as a function of the flow rate of the
reference meter
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ISO 17089-1:2010(E)
3.1.5.3
maximum permissible error
extreme value of measurement error, with respect to a known reference quantity value, permitted by
specifications or regulations for a given operational range of the meter
[33]
NOTE Adapted from ISO/IEC Guide 99:2007 , 4.26.
3.1.5.4
maximum peak-to-peak error
maximum difference between any two error values
3.1.5.5
repeatability
measurement precision under a set of repeatability conditions of measurement
[33]
[ISO/IEC Guide 99:2007 , 2.21]
3.1.5.6
measurement precision
closeness of agreement between output values of the test meter, obtained by replicate measurements on the
same meter under specified conditions
[33]
NOTE Adapted from ISO/IEC Guide 99:2007 , 2.15.
3.1.5.7
reproducibility
measurement precision under reproducibility conditions of measurement
[33]
[ISO/IEC Guide 99:2007 , 2.25]
3.1.5.8
resolution
smallest difference between indications of a meter that can be meaningfully distinguished
[3]
NOTE Adapted from ISO 11631:1998 , 3.28.
3.1.5.9
velocity sampling interval
interval between two consecutive gas velocity measurements, each being the set of true quantity values of a
measurand with a stated probability, based on the information available
3.1.5.10
zero flow reading
datum measurement error where the gas is at rest, when both axial and non-axial velocity component values
are zero
3.1.5.11
linearization
way of reducing the non-linearity of the ultrasonic meter, generally by applying corrections in the software
NOTE The linearization can be applied to meter electronics or in a flow computer connected to the USM. The
correction can be, for example, piece-wise linearization or polynomial linearization.
3.1.5.12
slope
gradient of a line joining data points
EXAMPLE Gradient of the best fitting straight line, determined by the least squares method, through the calibration
points in an error curve.
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ISO 17089-1:2010(E)
3.2 Symbols and subscripts
The symbols and subscripts used in this part of ISO 17089 are given in Tables 1 and 2. Examples of uses of
the volume flow rate symbol are given in Table 3.
Table 1 — Symbols
a
Quantity Symbol Dimensions SI unit
2 2
Cross-sectional area A L m
−1
Speed of sound in fluid c LT m/s
Outside pipe diameter D L m
Inside diameter of the meter body d L m
−1 −2
Modulus of elasticity; Young modulus E ML T MPa
Weighting factor (live inputs) f — 1
i
Integers (1, 2, 3, …) i, j, n — 1
−3 −3
Impulse factor I L m
Calibration factor K — 1
Body style factor K — 1
s
Body end correction factor K — 1
E
Velocity distribution correction factor k — 1
h
Flange stiffening factor K — 1
f
Minimum distance to a specified upstream flow disturbance l L m
min
Noise amplitude L — dB
p
Path length l L m
p
Attenuation factor N — 1
d
Valve-weighting factor N — 1
v
−1 −2
Absolute pressure p ML T Pa
−1 −2
Pressure difference ∆p ML T Pa
−1 −2
Emitted acoustic pressure p ML T Pa
n
−1 −2
Signal strength of the USM P ML T Pa
s
3 −1 3
Volume flow rate q L T m /s
V
Outside pipe radius R L m
Inside pipe radius r L m
Reynolds number (related to d) Re — 1
d
Absolute temperature of the gas T Θ K
Temperature difference ∆T Θ K
Transit time t T s
−1
Average velocity v LT m/s
−1
Velocity of the acoustic path i v LT m/s
i
Weighting factor (fixed value) w — 1
I
Compressibility Z — 1
−1 −1
Coefficient of thermal expansion α Θ K
Error at a flow rate q ∆ — %
V,i i
Pipe wall thickness δ L m
−1 −1
Dynamic viscosity η L MT Pa⋅s
Wavelength of ultrasonic oscillation λ L m
Poisson ratio µ — 1
−3 3
Density of fluid ρ ML kg/m
Path angle φ — rad
−1 −1
Angular velocity ω T rad⋅s
a
M ≡ mass; L ≡ length; T ≡ time; Θ ≡ temperature.
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ISO 17089-1:2010(E)
Table 2 — Subscripts
Subscript Meaning
cal calibration
min minimum
max maximum
op operational
t transition
Table 3 — Examples of flow rate symbols
Symbol Meaning
q Designed maximum flow rate, designed for maximum gas speed of 20 m/s
V, max, 20
q Designed maximum flow rate, designed for maximum gas speed of x m/s
V, max, x
q Operational maximum flow rate; defined only when smaller than designed maximum
V, max, op
q Highest flow rate calibrated; defined only when smaller than operational maximum
V, max, cal
q Designed minimum flow rate
V, min
q Transition flow rate for defining accuracy requirements
V, t
3.3 Abbreviations
CMC calibration and measurement capability
ES electronics system
FAT factory acceptance test
FC flow conditioner
FRMM flow reference meter method
FWME flow-weighted mean error
HDF historic difference footprint
HDH historic difference histogram
M&R metering and regulating stations
MDF monthly difference footprint
MSOS measured speed of sound
S/N signal-to-noise ratio
SOS speed of sound
TSOS theoretical speed of sound
USM ultrasonic flowmeter
USMP USM package, including meter tubes, flow computer, and thermowell
USM(P) USM and USMP
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ISO 17089-1:2010(E)
4 Principles of measurement
4.1 Basic formulae
USMs are based on the measurement of the propagation time of acoustic waves in a flowing medium.
Figure 4 shows the basic system setup. On both sides of the pipe, at positions A and B, are mounted
transducers capable of transmitting and receiving ultrasonic sound pulses. These transducers transmit sound
pulses within such a short interval that the speed of sound (SOS) is identical for both measurements and their
transit times are measured. With zero flow, the transit time from A to B, t , is equal to the transit time from B
AB
to A, t . However, if there is flow, the transit time of the sound pulse from A to B decreases and the one from
BA
B to A increases, according to (ignoring second order effects, such as path curvature):
lp
t = (1)
AB
(ccv+ osφ)
and
lp
t = (2)
BA
(ccv− osφ)
where
l is the path length;
p
c is the SOS;
v is the average velocity;
φ is the path angle;
t , t are transit times of the acoustic pulse.
AB BA
Key
A, B positions
l path length
p
v average velocity
φ path angle
Figure 4 — Basic system setup
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ISO 17089-1:2010(E)
Equation (3) for the measured gas velocity can be derived by subtracting Equation (2) from Equation (1):
⎛⎞
lp 11
v=− (3)
⎜⎟
i
2cosφtt
⎝⎠AB BA
Note that the term for the SOS in the gas has been eliminated in Equation (3). This means that the
measurement of the gas velocity is independent of the properties of the gas, e.g. pressure, temperature, and
gas composition. However, if the transducers are recessed, there is an additional time delay component,
which is SOS dependent.
In a similar way, the SOS can be derived by adding Equations (1) and (2) and rearranging:
l
⎛⎞
p 11
c=+ (4)
⎜⎟
2tt
⎝⎠AB BA
In multi-path meters, the individual path velocity measurements are combined by a mathematical function to
yield an estimate of the average velocity:
vf= v .v (5)
()
1 n
where n is the total number of paths. Due to variations in path configuration and different proprietary
approaches to solving Equation (5), even for a given number of paths, the exact form of f (v … v ) can differ.
1 n
To obtain the volume flow rate, q , multiply the estimate of the average velocity, v, by the cross-sectional area
V
of the measurement section, A, as follows:
qA= v (6)
V
4.2 Factors affecting performance
The performance of a USM is dependent on a number of intrinsic and extrinsic factors.
Intrinsic factors (i.e. those related to the meter and its calibration prior to delivery) include:
a) the geometry of the meter body and ultrasonic transducer locations and the uncertainty with which these
are known (including the temperature and pressure coefficient);
b) the accuracy and quality of the transducers and electronic components used in the transit time
measurement circuitry (e.g. the electronic clock stability);
c) the techniques utilized for transit time detection and computation of average velocity (the latter of which
determines the sensitivity of the meter to variations in the flow velocity distribution;
d) calibration (including proper compensation for signal delays in electronic components and transducers).
Extrinsic factors, i.e. those related to the flow and environmental conditions of the application, include:
1) the flow velocity profile;
2) the temperature distribution;
3) flow pulsations;
4) the noise, both acoustic and electromagnetic;
5) solid and liquid contamination;
6) the dimensional integrity over time.
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ISO 17089-1:2010(E)
4.3 Description of generic types
4.3.1 General
This generic description of USMs for gases recognizes the scope for variation within commercial designs and
the potential for new developments. For the purpose of description, USMs are considered to consist of several
components, namely:
a) transducers;
b) a meter body with acoustic path configuration;
c) electronics;
d) a data-processing and presentation unit.
4.3.2 Transducers
Transducers can be supplied in various forms. Typically, they comprise a piezoelectric element with electrode
connections and a supporting mechanical structure with which the process connection is made. The
transducers for custody transfer and allocation measurement are installed in a wetted (in direct contact with
the fluid) mounting arrangement.
Typical arrangements are shown in Figure 5. The process connections for wetted transducers may be welded,
flanged, or threaded or may be more mechanically complex, e.g. to allow the removal of transducers from a
pressurized line. The active element is usually isolated from the fluid by an acoustic coupling element. Once in
operation, the active element transmits ultrasonic waves at an angle to the meter body axis in the direction of
a second transducer or reflection point in the meter body interior.
For specific applications, special transducers can be required. These can differ from the norm in terms of
frequency, construction materials and mechanical arrangement. Transducer specification and mounting
should be given careful consideration for extreme or difficult application conditions such as:
a) high and low temperature;
b) high and low pressure;
c) high gas velocities;
d) close proximity to high pressure drop throttle valve (potential of in-pipe ultrasonic noise);
e) rapid or cyclic temperature or pressure changes;
f) corrosive or erosive gas (sour gas);
g) gas with traces of moisture or dirt.
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ISO 17089-1:2010(E)
Figure 5 — Typical transducer arrangements
4.3.3 Meter body and acoustic path configurations
4.3.3.1 General
USMs are available in a variety of path configurations. The numbers of measurement paths are generally
chosen based on a requirement with respect to variations in velocity distribution and required accuracy.
As well as variations in the radial position of the measurement paths in the cross-section, the path
configuration can be varied in orientation to the pipe axis. By utilizing reflection of the ultrasonic wave from the
interior of the meter body or from a fabricated reflector, the path can traverse the cross-section several times.
4.3.3.2 Basic acoustic paths types
The most common acoustic path types are illustrated in Figure 6.
b) c)
a) d)
Figure 6 — Basic acoustic path types for multi-path meters
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ISO 17089-1:2010(E)
Velocity measurements made on a diametric path are more susceptible to changes in flow profile than off-
centre paths such as the mid-radius path. Double traverses in a single plane are much less sensitive to non-
axial velocity components than single traverse paths. Other configurations such as the triple traverse mid-
radius path may be sensitive to non-axial components, but can be used in combination to eliminate or reduce
the effects of swirl and cross-flow. Direct paths can be single, double or crossed.
4.3.3.3 Commonly used multi-path cross-sectional configurations
The cross-sectional configuration dictates what information about the axial velocity distribution is available for
the computation of the average axial velocity. Selections of commonly encountered cross-sectional
configurations are shown in Figure 7.
c)
a) b)
d)
Figure 7 — Some typical cross-sectional acoustic path configurations
4.3.3.4 Meters with paths of equal radial displacement
Meters with paths of equal radial displacement [e.g. Figure 7 b)] essentially make the same measurement with
respect to velocity distribution if the flow is axisymmetric, regardless of the number of paths employed. In such
cases, the average velocity, v, is determined by a simple arithmetic mean. In fully developed flow, a theoretical
correction factor, k , can be introduced to account for the known variation in velocity profile. This, however,
h
applies only to fully developed flow, not to disturbed flows.
n
v
∑ i
i = 1
vk= (7)
h
n
where
n is the total number of paths;
v is the flow velocity measured on path i.
i
The k factor is a function of the Reynolds number, pipe roughness, and radial displacement. In practice, it
h
can be input as a single constant or may be calculated on the basis of static parameters or measured
variables.
4.3.3.5 Meters with paths at off-diameter positions
In the case of these meters [e.g. Figure 7 a), c), d)], the velocity is measured at different radial positions.
Several methods can be used when combining the velocities to obtain the average pipe velocity. These can
be classified as follows.
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ISO 17089-1:2010(E)
Summation with constant weighting:
n
vw= v (8)
∑ ii
i = 1
where the radial displacements of the paths and the constants, w to w , are determined on the basis of
1 n
documented numerical integration methods.
Or summation with variable weighting:
n
vf= v (9)
∑ ii
i = 1
where the radial displacements of the paths are fixed at design and the variables, f to f , may be determined
1 n
from input parameters or measured variables (e.g. velocities).
In any of the given configurations, a multiplying or calibration factor, K (either constant or variable), may be
applied after summation to correct for deviations due to manufacturing tolerances and incomplete
assumptions, i.e.
qK= Av (10)
V
The rules and tolerances for implementing corrections and linearization by calibration factor K are given in 5.8
and 6.3.3.
4.4 Contributions to the uncertainty in measurement
The total volume flow, q , measured by a USM can be calculated using Equation (11):
V
n
⎛⎞
l
11
i
q = A K f − (11)
⎜⎟
Vi∑
⎜⎟
2 cos φ
tt
AB,iiBA,
i
⎝⎠
i = 1
Considering this equation, the total uncertainty depends upon the individual uncertainties of all factors
involved. Four sources can be distinguished:
a) the uncertainty in the calibration factor, K;
b) the uncertainties in the measurements of the transducers and in the geometry of the meter body;
c) the uncertainty in the live input weighting factor or flow profile correction factor, f;
d) the uncertainty in the transit time and transit time difference measurement.
After calibration and adjustmen
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17089-1
First edition
2010-11-15
Measurement of fluid flow in closed
conduits — Ultrasonic meters for gas —
Part 1:
Meters for custody transfer and allocation
measurement
Mesurage du débit des fluides dans les conduites fermées —
Compteurs à ultrasons pour gaz —
Partie 1: Compteurs pour transactions commerciales et allocations
Reference number
ISO 17089-1:2010(E)
©
ISO 2010
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 17089-1:2010(E)
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...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17089-1
Première édition
2010-11-15
Mesurage du débit des fluides dans les
conduites fermées — Compteurs à
ultrasons pour gaz —
Partie 1:
Compteurs pour transactions
commerciales et allocations
Measurement of fluid flow in closed conduits — Ultrasonic meters for
gas —
Part 1: Meters for custody transfer and allocation measurement
Numéro de référence
ISO 17089-1:2010(F)
©
ISO 2010
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ISO 17089-1:2010(F)
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
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ISO 17089-1:2010(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes, définitions et symboles.2
4 Principes de mesure .8
5 Caractéristiques du compteur.21
6 Essais et étalonnage .38
7 Historique d'expertise et pratique de fonctionnement.48
8 Caractérisation et bruit des vannes dans un poste de comptage et de régulation.57
Annexe A (informative) Enregistrement des bandes d'erreur.64
Annexe B (informative) Calcul et correction des erreurs du compteur à ultrasons .66
Annexe C (informative) Méthode du compteur de référence pour des compteurs à ultrasons en
série .70
Annexe D (informative) Documents .76
Annexe E (informative) Calcul détaillé des corrections de température et de pression liées à la
géométrie.78
Annexe F (informative) Essais de perturbation .99
Bibliographie.101
© ISO 2010 – Tous droits réservés iii
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ISO 17089-1:2010(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 17089-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les
conduites fermées, sous-comité SC 5, Méthodes de vitesse et massiques.
L'ISO 17089 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Mesurage du débit des fluides
dans les conduites fermées — Compteurs à ultrasons pour gaz:
⎯ Partie 1: Compteurs pour transactions commerciales et allocations
Une future Partie 2 est prévue:
⎯ Partie 2: Compteurs pour applications industrielles
iv © ISO 2010 – Tous droits réservés
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ISO 17089-1:2010(F)
Introduction
Les compteurs à ultrasons pour le mesurage du débit de gaz ont rapidement pénétré le marché des
débitmètres au cours de la dernière décennie et constituent aujourd'hui l'un des principaux concepts de
débitmètres employés à des fins d'exploitation ainsi que pour les transactions commerciales et les allocations.
Outre une répétabilité et une exactitude élevées, la technologie des ultrasons présente des caractéristiques
intrinsèques telles qu'une perte de charge négligeable, une marge de réglage théorique étendue et la
capacité de gérer des écoulements pulsatoires.
Les compteurs à ultrasons peuvent fournir de nombreuses informations de diagnostic permettant de
démontrer la fonctionnalité d'un compteur à ultrasons pour gaz. De plus, la vitesse du son mesurée par le
compteur à ultrasons peut être comparée à la vitesse du son calculée à partir de la pression, de la
température et de la composition du gaz, afin de vérifier la concordance des quatre instruments concernés.
En raison des capacités de diagnostic étendues, la présente partie de l'ISO 17089 préconise l'ajout et
l'utilisation d'un diagnostic automatique en lieu et place des contrôles qualité à forte intensité de main d'œuvre.
La présente partie de l'ISO 17089 traite des compteurs pour le mesurage des transactions commerciales et
des allocations (classe 1 et classe 2). Les compteurs pour les applications de gaz industrielles, telles que pour
les services et les procédés, aussi bien que pour les gaz brûlés ou le mesurage dans les conduits feront
l'objet de l'ISO 17089-2.
Les facteurs de performance types de schéma de classification sont présentés ci dessous:
Classe Applications types Incertitude-type Référence
1 Mesurage des transactions commerciales présente partie de l'ISO 17089
<0,7 %
2 Allocations présente partie de l'ISO 17089
<1,5 %
a
3 Services/Procédés ISO 17089-2
a
4 Gaz brûlés/Gaz dans les conduites
ISO 17089-2
a
Prévue.
Les configurations types des compteurs de classes 1 et 2 sont des compteurs multicordes avec des cordes en
différentes positions radiales.
Les configurations types des compteurs de classes 3 et 4 sont des compteurs monocorde avec des cordes en
position diamétrale uniquement, compteurs de type insertion, de type ménage, de type cheminée ou à pile et
de type fusée.
© ISO 2010 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 17089-1:2010(F)
Mesurage du débit des fluides dans les conduites fermées —
Compteurs à ultrasons pour gaz —
Partie 1:
Compteurs pour transactions commerciales et allocations
IMPORTANT — Le fichier électronique du présent document contient des couleurs qui sont jugées
utiles pour la bonne compréhension du document. Il convient donc aux utilisateurs de considérer
l'emploi d'une imprimante couleur pour l'impression du présent document.
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 17089 spécifie les exigences et les recommandations relatives aux compteurs à
ultrasons pour gaz qui utilisent le temps de transit de signaux acoustiques pour mesurer le débit de gaz
homogènes à phase unique dans des conduites fermées.
La présente partie de l'ISO 17089 s'applique aux compteurs à ultrasons à temps de transit pour gaz utilisé
pour le mesurage des transactions commerciales et des allocations, tels que les compteurs à passage
intégral, les compteurs à surface réduite, les compteurs haute pression, les compteurs basse pression et
toute combinaison de ceux-ci. Il n'y a pas de limites aux dimensions minimales ou maximales du compteur. La
présente partie de l'ISO 17089 peut s'appliquer au mesurage de pratiquement tous les types de gaz, tels que
l'air, le gaz naturel et l'éthane.
Des exigences de performance de mesurage du débit sont incluses pour les compteurs appartenant à deux
classes de précision appropriées pour des applications telles que le mesurage à des fins de transactions
commerciales et d'allocations.
La présente partie de l'ISO 17089 spécifie la construction, les performances, l'étalonnage et les
caractéristiques du signal de sortie des compteurs à ultrasons employés pour le mesurage du débit de gaz et
traite des conditions d'installation.
NOTE Il est possible que des réglementations nationales ou d'autres réglementations qui s'appliquent soient plus
sévères que celles données dans la présente partie de l'ISO 17089.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 4006, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées — Vocabulaire et symboles
ISO 5168, Mesure de débit des fluides — Procédures pour le calcul de l'incertitude
ISO/TR 7871, Cartes des sommes cumulées — Lignes directrices pour le contrôle de la qualité et l'analyse
des données utilisant les procédures CUSUM
ISO 12213 (toutes les parties), Gaz naturel — Calcul du facteur de compression
ISO/CEI 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais
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ISO 17089-1:2010(F)
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
3.1.1 Généralités
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 4006 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1.2 Grandeurs
3.1.2.1
débit volumique
q
V
dV
q =
V
dt
où
V est le volume;
t est le temps.
[83]
NOTE Adapté de l'ISO 80000-4:2006 , définition 4-30.
3.1.2.2
intervalle de mesure
gamme de débit
ensemble des valeurs de grandeurs d'une même nature qu'un instrument de mesure ou un système de
mesure donné peut mesurer avec une incertitude instrumentale spécifiée, dans des conditions déterminées
[33]
NOTE 1 Adapté de l'ISO/CEI Guide 99:2007 , définition 4.7.
NOTE 2 Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 17089, «l'ensemble des valeurs de grandeurs d'une même
nature» est la plage des débits de gaz limitée par le débit maximal, q , et le débit minimal, q ; «l'instrument de
V,max V,min
mesure» est un compteur.
3.1.2.3
pression de mesure
p
pression absolue de gaz dans un compteur dans les conditions d'écoulement associées au volume de gaz
indiqué
3.1.2.4
vitesse moyenne
v
débit volumique divisé par l'aire de la section droite
3.1.3 Conception du compteur
3.1.3.1
corps du compteur
structure sous pression du compteur
3.1.3.2
trajet acoustique
parcours d'une onde sonore entre deux transducteurs à ultrasons
2 © ISO 2010 – Tous droits réservés
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ISO 17089-1:2010(F)
3.1.3.3
trajet axial
parcours d'une onde sonore entièrement dans la direction de l'axe principal de la tuyauterie
NOTE Un trajet peut coïnider ou être parallèle à l'axe longitudinal de la tuyauterie.
Voir Figure 1.
Figure 1 — Trajet axial
3.1.3.4
trajet diamétral
trajet acoustique dans lequel l'onde sonore passe par l'axe longitudinal de la tuyauterie
Voir Figure 2.
Figure 2 — Trajets diamétraux
3.1.3.5
trajet à la corde
trajet acoustique dans lequel l'onde sonore se déplace parallèlement au trajet diamétral
Voir Figure 3.
© ISO 2010 – Tous droits réservés 3
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ISO 17089-1:2010(F)
Figure 3 — Trajets à la corde
3.1.4 Conditions thermodynamiques
3.1.4.1
conditions de mesure
conditions observées au point de mesure du fluide dont le volume est à mesurer
NOTE 1 Les conditions de mesure incluent la composition du gaz, la température et la pression.
[2]
NOTE 2 Adapté de l'ISO 9951:1993 , définition 3.1.6.
3.1.4.2
conditions de base
conditions auxquelles est converti le volume de gaz mesuré
NOTE 1 Les conditions de base incluent la température de base et la pression de base.
[2]
NOTE 2 Adapté de l'ISO 9951:1993 , définition 3.1.7.
3.1.4.3
conditions spécifiées
conditions du gaz pour lesquelles sont indiquées les spécifications de performance du compteur
[2]
NOTE Adapté de l'ISO 9951:1993 , définition 3.1.8.
3.1.5 Statistiques
3.1.5.1
erreur de mesure
erreur
différence entre la valeur mesurée d'une grandeur et une valeur de référence
[33]
[ISO/CEI Guide 99:2007 , définition 2.16]
EXEMPLE Valeur d'une grandeur mesurée par le compteur soumis à essai moins la valeur de la grandeur mesurée
par un compteur de référence.
3.1.5.2
courbe d'erreur
interconnexion de la courbe (par exemple polynomiale) ajustée sur l'ensemble des erreurs en fonction du
débit du compteur de référence
4 © ISO 2010 – Tous droits réservés
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ISO 17089-1:2010(F)
3.1.5.3
erreur maximale admissible
valeur extrême de l'erreur de mesure par rapport à une valeur de référence connue d'une grandeur, admise
par des spécifications ou des réglementations pour une plage de fonctionnement donnée du compteur
[33]
NOTE Adapté de l'ISO/CEI Guide 99:2007 , définition 4.26.
3.1.5.4
erreur maximale de crête à crête
différence maximale entre deux valeurs d'erreur
3.1.5.5
répétabilité
fidélité de la mesure selon un ensemble de conditions de répétabilité de mesure
[33]
NOTE Adapté de l'ISO/CEI Guide 99:2007 , définition 2.21.
3.1.5.6
fidélité de la mesure
étroitesse de l'accord entre les valeurs de sortie du compteur d'essai, obtenues par des mesurages répétés
sur le même compteur dans des conditions spécifiées
[33]
NOTE Adapté de l'ISO/CEI Guide 99:2007 , définition 2.15.
3.1.5.7
reproductibilité
fidélité de mesure selon un ensemble de conditions de reproductibilité de mesure
[33]
NOTE Adapté de l'ISO/CEI Guide 99:2007 , définition 2.25.
3.1.5.8
résolution
variation la plus faible entre indications d'un compteur pouvant être significativement perceptible
[3]
NOTE Adapté de l'ISO 11631:1998 , définition 3.28.
3.1.5.9
intervalle d'échantillonnage de vitesse
intervalle entre deux mesurages consécutifs de la vitesse du gaz, chacun étant l'ensemble des valeurs réelles
de grandeur d'un mesurande avec une probabilité déclarée, fondé sur les informations disponibles
3.1.5.10
mesure de débit nul
erreur de mesure de référence lorsque, le gaz étant au repos, les valeurs des composantes axiale et non
axiale de la vitesse sont nulles
3.1.5.11
linéarisation
manière de réduire la non-linéarité du compteur à ultrasons, généralement en appliquant des corrections au
logiciel
NOTE La linéarisation peut être appliquée à l'électronique du compteur ou à un calculateur de débit connecté au
compteur à ultrasons. La correction peut être, par exemple, une linéarisation par échelon ou une linéarisation polynomiale.
3.1.5.12
pente
pente de la droite d'ajustement optimal
EXEMPLE La pente de la meilleure droite déterminée par la méthode des moindres carrés, passant par les points
d'étalonnage d'une courbe d'erreur.
© ISO 2010 – Tous droits réservés 5
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ISO 17089-1:2010(F)
3.2 Symboles et indices
Les symboles et indices utilisés dans la présente partie de l'ISO 17089 sont donnés dans les Tableaux 1 et 2.
Des exemples de symboles de débit volumique sont donnés dans le Tableau 3.
Tableau 1 — Symboles
a
Grandeur Symbole Unité SI
Dimensions
2 2
Aire de la section droite A L m
−1
Vitesse du son dans un fluide c LT m/s
Diamètre extérieur du corps du compteur D L m
−1 −2
Module d'élasticité; module de Young E ML T MPa
Facteur de pondération (entrées directes) f — 1
i
Nombres entiers (1, 2, 3, …) i, j, n — 1
−3 −3
Coefficient d'impulsion I L m
Coefficient d'étalonnage K — 1
Coefficient de style de corps K — 1
s
Coefficient de correction d'extrémité de raccordement K — 1
E
Coefficient de correction de répartition des vitesses k — 1
h
Coefficient de rigidité de la bride K — 1
f
Distance minimale par rapport à une perturbation
l L m
min
spécifiée de l'écoulement en amont
Amplitude du bruit L — dB
p
Longueur de trajet l L m
p
Coefficient d'atténuation N — 1
d
Facteur de pondération de vanne N — 1
v
−1 −2
Pression absolue p ML T Pa
−1 −2
Différence de pression ∆p ML T Pa
−1 −2
Pression acoustique d'émission p ML T Pa
n
−1 −2
Intensité du signal du compteur à ultrasons P ML T Pa
s
3 −1 3
Débit volumique q L T m /s
V
Rayon extérieur de la tuyauterie R L m
Rayon intérieur de la tuyauterie r L m
Nombre de Reynolds (lié à d) Re — 1
d
Température absolue du gaz T Θ K
Différence de température ∆T Θ K
Temps de transit t T s
−1
Vitesse moyenne v LT m/s
−1
Vitesse du trajet acoustique i v LT m/s
i
Facteur de pondération (valeur fixe) w — 1
I
Compressibilité Z — 1
−1 −1
Coefficient de dilatation thermique α Θ K
Erreur au débit q ∆ — %
i
V,i
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ISO 17089-1:2010(F)
Tableau 1 (suite)
a
Grandeur Symbole Dimensions Unité SI
Épaisseur de paroi de la tuyauterie δ L m
−1 −1
Viscosité dynamique η L MT Pa·s
Longueur d'onde de l'oscillation ultrasonore λ L m
Coefficient de Poisson µ — 1
−3 3
Masse volumique du fluide ρ ML kg/m
Angle du trajet φ — rad
−1 −1
Vitesse angulaire ω T rad·s
a
M ≡ masse; L ≡ longueur; T ≡ temps; Θ ≡ température.
Tableau 2 — Indices
Indice Signification
cal étalonnage
min minimal
max maximal
op opérationnel
t transition
Tableau 3 — Exemples de symboles de débits
Symbole Signification
q Débit maximal de conception, prévu pour une vitesse maximale du gaz de 20 m/s
V,max,20
q Débit maximal de conception, prévu pour une vitesse maximale du gaz de x m/s
V,max,x
Débit maximal de fonctionnement, défini uniquement lorsqu'il est inférieur au débit maximal de
q
V,max,op
conception
q Débit maximal étalonné, défini uniquement lorsqu'il est inférieur au débit maximal de fonctionnement
V,max,cal
q Débit minimal de conception
V,min
q Débit de transition permettant de définir des exigences d'exactitude
V,t
3.3 Abréviations
CMC Capacité d'étalonnage et de mesure
ES Système électronique
FAT Essai de réception en usine
FC Tranquilliseur
FRMM Méthode de mesure de référence du débit
FWME Erreur moyenne pondérée du débit
HDF Empreinte de l'historique de différence
HDH Histogramme de l'historique de différence
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ISO 17089-1:2010(F)
M&R Postes de comptage et de régulation
MDF Empreinte mensuelle de différence
MSOS Vitesse du son mesurée
S/N Rapport signal/bruit
SOS Vitesse du son
TSOS Vitesse théorique du son
USM Compteur (débitmètre) à ultrasons
USMP Compteur à ultrasons complet, y compris tubes de mesurage, calculateur de débit et puits
thermométrique
USM(P) USM et USMP
4 Principes de mesure
4.1 Formules de base
Les compteurs à ultrasons sont fondés sur le mesurage du temps de propagation des ondes sonores dans un
milieu en écoulement.
La configuration de base du système est représentée à la Figure 4. De part et d'autre de la tuyauterie, des
transducteurs capables d'émettre et de recevoir des impulsions ultrasonores sont montés aux emplacements
A et B. Ces transducteurs émettent des impulsions sonores dans un intervalle tellement bref que la vitesse du
son est identique pour les deux mesurages et les temps de transit sont mesurés. Avec un débit nul, le temps
de transit de A à B, t , est égal au temps de transit de B à A, t . Toutefois, en présence d'un écoulement, le
AB BA
temps de transit de l'impulsion sonore de A à B diminuera et celui de B à A augmentera selon les équations
suivantes (en ne tenant pas compte des effets de second ordre tels que la courbure du trajet):
l
p
t = (1)
AB
(ccv+ osφ)
et
l
p
t = (2)
BA
(ccv− osφ)
où
l est la longueur du trajet;
p
c est la vitesse du son;
v est la vitesse moyenne;
φ est l'angle du trajet;
t et t sont les temps de transit de l'impulsion sonore.
AB BA
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ISO 17089-1:2010(F)
Légende
A, B positions
l longueur du trajet
p
v vitesse moyenne
φ angle du trajet
Figure 4 — Configuration de base du système
L'Équation (3) pour la vitesse mesurée du gaz peut être dérivée en soustrayant l'Équation (2) de l'Équation (1).
l
⎛⎞
11
p
v=− (3)
⎜⎟
i
2cosφtt
⎝⎠AB BA
Il est important de noter que, dans cette expression, le terme relatif à la vitesse du son dans le gaz a été
supprimé. Cela signifie que le mesurage de la vitesse du gaz est indépendant des propriétés du gaz telles
que la pression, la température et la composition du gaz. Toutefois, lorsque les transducteurs sont encastrés,
il existe une composante supplémentaire de temporisation qui dépend de la vitesse du son.
De la même manière, la vitesse du son est calculée en additionnant l'Équation (1) et l'Équation (2).
l⎛⎞
11
p
c=+ (4)
⎜⎟
2tt
AB BA
⎝⎠
Dans les compteurs multicordes, les mesurages individuels de la vitesse de parcours sont combinés par une
fonction mathématique pour obtenir une estimation de la vitesse moyenne.
vf= v ,.,v (5)
()
1 n
où n est le nombre total de trajets. En raison des variations dans la configuration des trajets et des différentes
méthodes propriétaires de résolution de l'Équation (5), même pour un nombre donné de trajets, la forme
exacte de f (v ,.,v ) peut différer.
1 n
Pour obtenir le débit volumique, q , la valeur estimée de la vitesse moyenne est multipliée par l'aire de la
V
section droite du tronçon de mesure, A, comme suit:
qA=v (6)
V
4.2 Facteurs ayant une incidence sur les performances
Les performances d'un compteur à ultrasons dépendent d'un certain nombre de facteurs intrinsèques et
extrinsèques.
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ISO 17089-1:2010(F)
Les facteurs intrinsèques (c'est-à-dire ceux qui sont liés au compteur et à son étalonnage avant livraison)
comprennent:
a) la géométrie du corps du compteur et les emplacements des transducteurs à ultrasons ainsi que
l'incertitude connue qui leur est associée (y compris le coefficient de température et de pression);
b) l'exactitude et la qualité des transducteurs et des composants électroniques utilisés dans les circuits de
mesurage du temps de transit (par exemple la stabilité de l'horloge électronique);
c) les techniques utilisées pour la détection du temps de transit et le calcul de la vitesse moyenne (cette
dernière déterminant la sensibilité du compteur aux variations de la répartition des vitesses
d'écoulement);
d) l'étalonnage (y compris une compensation appropriée des retards du signal dans les composants
électroniques et les transducteurs).
Les facteurs extrinsèques (c'est-à-dire ceux qui sont liés à l'écoulement et aux conditions environnementales
de l'application) comprennent:
1) le profil des vitesses d'écoulement;
2) la répartition des températures;
3) les pulsations du débit;
4) le bruit, aussi bien acoustique qu'électromagnétique;
5) la contamination par des solides et des liquides;
6) l'intégrité dimensionnelle dans le temps.
4.3 Description des types génériques
4.3.1 Généralités
Cette description générique des compteurs à ultrasons pour les gaz reconnaît l'ampleur des variations entre
les modèles disponibles dans le commerce et la possibilité de nouvelles évolutions. Pour les besoins de la
description, les compteurs à ultrasons sont considérés comme étant constitués de plusieurs composants, à
savoir:
a) des transducteurs;
b) un corps de compteur ayant une configuration de trajet acoustique;
c) de l'électronique;
d) une unité de traitement et de présentation des données.
4.3.2 Transducteurs
Les transducteurs peuvent être fournis sous différentes formes. Ils comprennent généralement un élément
piézoélectrique muni de raccords d'électrodes et une structure mécanique de support raccordée au procédé.
Les transducteurs pour transactions commerciales et allocations sont installés dans une configuration de
montage «mouillée» (en contact direct avec le fluide).
Des configurations types sont illustrées à la Figure 5. Pour les transducteurs mouillés, les raccords de
procédé peuvent être des raccords soudés, des raccords à brides ou des raccords vissés, ou peuvent être
mécaniquement plus complexes, par exemple pour permettre le retrait des transducteurs d'une canalisation
sous pression. L'élément actif est généralement séparé du fluide par un élément de couplage acoustique. Une
fois en service, l'élément actif transmettra des ondes ultrasonores, selon un angle donné par rapport à l'axe
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ISO 17089-1:2010(F)
du corps du compteur, en direction d'un deuxième transducteur ou d'un point de réflexion à l'intérieur du corps
du compteur.
Pour certaines applications spécifiques, des transducteurs spéciaux peuvent être nécessaires. Ils peuvent
s'écarter de la norme en termes de fréquence, de matériaux de construction et d'agencement mécanique. Il
convient d'accorder une attention particulière aux spécifications et au montage des transducteurs pour des
conditions d'application difficiles ou extrêmes, telles que les suivantes:
a) haute et basse températures;
b) haute et basse pressions;
c) vitesses élevées du gaz;
d) étroite proximité d'une vanne d'étranglement à perte de charge élevée (possibilité de bruit ultrasonore
dans la tuyauterie);
e) variations rapides ou cycliques de la température ou de la pression;
f) gaz corrosif ou érosif (gaz acide);
g) gaz contenant des traces d'humidité ou d'impuretés.
Figure 5 — Configurations types d'un transducteur
4.3.3 Corps du compteur et configurations de trajet acoustique
4.3.3.1 Généralités
Les compteurs à ultrasons sont disponibles dans diverses configurations de trajet acoustique. Le nombre de
trajets de mesure est généralement choisi en se fondant sur une exigence relative aux variations de la
répartition des vitesses et sur l'exactitude requise.
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ISO 17089-1:2010(F)
De la même manière que les variations de la position radiale des trajets de mesure dans la section droite, la
configuration des trajets peut varier en termes d'orientation par rapport à l'axe de la tuyauterie. En utilisant la
réflexion de l'onde ultrasonore par la paroi intérieure du corps du compteur ou par un réflecteur usiné, le trajet
peut traverser plusieurs fois la section droite.
4.3.3.2 Types de trajets acoustiques de base
Les types de trajets acoustiques les plus courants sont représentés à la
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17089-1
Première édition
2010-11-15
Mesurage du débit des fluides dans les
conduites fermées — Compteurs à
ultrasons pour gaz —
Partie 1:
Compteurs pour transactions
commerciales et allocations
Measurement of fluid flow in closed conduits — Ultrasonic meters for
gas —
Part 1: Meters for custody transfer and allocation measurement
Numéro de référence
ISO 17089-1:2010(F)
©
ISO 2010
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ISO 17089-1:2010(F)
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