超声流量计是通过测定高频声脉冲在管道内沿逆流和顺流方向传播时间差以实现天然气流量计量的流量测量仪表。与传统的孔板、涡轮等流量计量方式相比，超声流量计在天然气计量领域具有计量精度高(精度一般优于±0.5%，重复性优于±0.2%)、受气质条件影响小、量程比大(最大可达300∶1)、不产生天然气节流等优势，因此，自20世纪90年代引进中国市场以来，超声流量计就开始受到国内各大天然气运营商的普遍认可。
然而，由于国内标准化设计水平参差不齐、现场安装条件不够理想等原因，在很多场合超声流量计都会受到不同程度的同频噪声干扰，当噪声水平达到一定程度时将直接影响到贸易交接的计量精度，严重时甚至会出现无法计量的状况。
因此，在设计、安装及使用过程中应考虑采取适当的噪声控制措施来消除噪声干扰。
1、噪声的来源
正常情况下，超声天然气流量计发出的脉冲信号频率在125kHz以上，由调节阀、节流阀等节流件产生的噪声频率一般都低于这一频率范围。但随着阀门型号、天然气流量及压差等因素的变化，噪声的频率会逐渐变得宽泛起来(其中包含着超声脉冲信号的同频噪声)，这些噪声同时向上游和下游传播，被超声天然气流量计换能器接收后，就会使流量计产生模糊信号，导致信噪比增大，出现计量偏差。
目前，天然气计量系统的噪声源主要有汇管、节流阀、调压阀、压缩机、流动调整器等，其中，以调压阀、节流阀产生的节流噪声对超声天然气流量计的影响最为常见。在某些大型天然气场站，当天然气流量和压力降达到一定值时，节流噪声的强度甚至可以达到70～100dB(A)以上。
2、常见的超声降噪工艺
为保证超声天然气流量计能够正常运行，主要考虑从三个方面对噪声进行控制:控制噪声源、切断噪声传播途径、噪声数字信号处理(噪声过滤)。
2.1控制噪声源
天然气流经调压阀等节流件时，在节流孔处气体流速显著增大，流场发生明显变化，形成气体紊动流。一般来说，调压前后压差越大，天然气流速增大越明显，流场产生的扰动越剧烈，由此产生的噪声也就越大。根据这一原理，可采用分级调压、多支路供气等手段有效控制噪声的产生。即当单级调压产生的压差过大时，采用2个以上的调压阀串联，将压差分解，降低单级调压的节流噪声;当单一供气支路瞬时流量过大时，采用多条支路进行分流，通过降低单一支路节流孔处的供气流速来减少噪声的产生。这种方式不仅可以有效降低噪声的强度，还能调节噪声的频率，使之与超声流量计脉冲信号的频率区分开来，是从根源上解决超声流量计噪声干扰的一种有效手段。
2.2切断噪声传播途径
(1)优化安装工艺:对于节流阀、调压阀等设备产生的节流噪声，由于受气体流向影响，大部分噪声能量都随气流方向传播到了节流件的下游，而仅有相对较少的噪声逆流向上游传播。因此，可通过优化超声流量计和节流阀、调压阀等节流件的安装位置，采用“先计量，后节流调压”的安装方式，降低到达超声流量计的噪声。
(2)安装隔音管件:在超声流量计与噪声源之间安装T型管、90°弯头、多孔板等管件可以在一定程度上降低噪声的影响。根据噪声的量级不同，选择安装适当数量、结构的管件，可以在超声流量计与噪声源之间形成一种有效的隔音屏障。不同管件的降噪能力见表1。

(3)节流件与超声流量计之间的有效距离越长，噪声在传播过程中的能量衰减越大，因此，超声流量计安装时流量计上、下游直管段长度至少应不低于标准或厂家推荐的最短直管段要求。采用超声流量计量方式时，流量计上游直管段长度一般不应小于10D，流量计下游直管段长度应不小于5D(D为管道外径)。
实际安装过程中，为保证取得较高的计量性能，通常要求超声波流量计上游安装的整流器位于流量计上游10D处，超声波流量计上游直管段长度至少不小于30D(包括整流器在内)，下游直管段至少不小于5D。
2.3噪声数字信号处理
当同频段噪声大量涌入超声流量计换能器时，流量计会难以区分发出的脉冲信号和干扰噪声，而国内常见的几种超声流量计(如Daniel、Instromet)为了保持较好计量效果，都内置了噪声数字信号处理程序，利用脉冲信号叠加、放大等手段，过滤那些不与传感器脉冲信号波形同步的噪声，以获得更好的信号质量。
3、应用实例
3.1问题的出现
某天然气场站日供气量为460万m3以上，贸易计量仪表为2台DN250DanielMarkⅢ四声道超声流量计，计量上游直管段设置有板式整流器，下游调压阀为AFV轴流式调压阀，流量计与调压阀之间为直通式结构。日供气高峰时段，超声流量计计量精度受噪声影响较大，会出现间断性瞬时流量消失或瞬时流量失稳等现象。图1是该场站的工艺流程简图。

从图1可以看出，该场站工艺流程设计上显然已经考虑了超声降噪的需要，在满足上下游直管段长度要求的同时，采用了“先计量、后调压”的工艺布置模式，且超声流量计上游设有板式整流器。但是来自计量支路下游调压阀的噪声仍然对超声流量计计量精度存在较大影响，尤其是当上游压力高于4.4MPa或瞬时流量大于190000Nm3/h时，计量数据丢失的情况就会出现，严重时甚至使计量完全终止。
3.2原因分析及解决方案
考虑到超声流量计的安装条件完全符合相关规范，而且只有在上游压力超高或瞬时流量增大的情况下，计量失准的现象才更为明显，因此判断可能是由于上游压力升高或瞬时流量增大时，调压阀上下游压差增大，节流噪声能级升高，导致节流噪声与超声换能器发出的脉冲信号重合所致。
基于这一判断，减小到达超声流量计换能器的噪声干扰将是解决问题的关键。因此，结合工艺现状及现场场地条件，提出了如下解决方案:保留“先计量，后调压”的工艺设置方式，由于现场场地受限，超声流量计上游及下游直管段也不做调整，而是在超声流量计与调压阀间的阀门后将管道引至地下，在地下安装2个“T”型管和4个90°弯头，利用埋地“T”型管和90°弯头阻止节流噪声向超声流量计方向传播。图2是调整后的工艺流程简图。

3.3效果评价
由于在超声天然气流量计与调压阀之间安装了“T”型管和90°弯头，且工艺管道埋地后相当于增大了流量计与调压阀之间的有效间距，干扰噪声明显降低，超声流量计运行状况稳定、正常。利用DanielCUI软件对超声流量计进行现场诊断后发现:超声换能器信号质量Performance均为100%，信噪比SNＲs均在2000以上。图3是改造前后超声天然气流量计4个声道(Upstream)信噪比的对比情况。