電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)基本技術(shù)性能比較見表1。
表1中兩種流量計(jì)的基本技術(shù)性能有些比較直觀易解需要說明的是確定流量計(jì)準(zhǔn)確度的參考流動(dòng)條件和這兩種流量計(jì)的特性。因?yàn)闊o論采用那種確定流量計(jì)準(zhǔn)確度的方法,都必須溯源到原始標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度,而原始標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度又是建立在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參考流動(dòng)條件下確定的美國(guó)流量專家米勒編著的《流量測(cè)量工程手冊(cè)》一書中全面歸納出“參比”(編注:參考文獻(xiàn)[S]流動(dòng)條件的含義是:
(1)具有充分發(fā)展的層流或紊流的速度分布,無旋渦并且是與軸對(duì)稱的(圍繞管道的中心軸線是對(duì)稱的)。
(2)為牛頓流體。
(3)為充滿圓管的均勻單向流體。
(4)為定常流。
(5)對(duì)于因溫度、壓力變化所引起的尺寸變化或其它已知系統(tǒng)誤差,已進(jìn)行了流量計(jì)算的校正。
如果現(xiàn)場(chǎng)流動(dòng)條件偏離了參比流動(dòng)條件,就會(huì)給測(cè)量帶來附加誤差,偏離參比流動(dòng)條件的因素叫影響量。速度分布的失常,非均相流,脈動(dòng)流和氣穴是影響各種流量計(jì)測(cè)量特性的四個(gè)主要影響量。一種影響量所造成的誤差程度與該流量計(jì)對(duì)這種影響量的敏感度,以及是否能進(jìn)行流量計(jì)算的修正有關(guān)。
在各種影響量中,速度分布是ZUI重要的,也是很少被人理解的一種影響量。旋流、非牛頓流體和軸向不對(duì)稱的速度分布對(duì)流量計(jì)特性的影響,不僅是難以分析的,而且在實(shí)驗(yàn)室中也很難再現(xiàn)。要弄清速度分布對(duì)流量計(jì)特性的影響,先要了解與速度分布有關(guān)的術(shù)語(yǔ)涵義。
(1)速度分布:在管道橫截面積上流體速度軸向矢量的分布模式
(2)充分發(fā)展的速度分布:一種一經(jīng)形成則從流體流動(dòng)的個(gè)橫截面積到另一個(gè)橫截面積不會(huì)發(fā)生變化的速度分布,它通常是在足夠長(zhǎng)的管道直管段末端形成，所以在確定流量計(jì)精度時(shí),都必須是在同一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行才具有可比性。下面分別將電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)的基本特性進(jìn)行對(duì)比說明。
2.電磁流量計(jì)的基本特性
電磁流量計(jì)近20年來獲得迅速發(fā)展,占有量躍居前三名隨著技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)得以充分發(fā)揮,缺點(diǎn)和局限性得以彌補(bǔ)和改進(jìn)。其優(yōu)點(diǎn)是:
(1)傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無活動(dòng)部件和阻礙流體流動(dòng)的擾動(dòng)件,不會(huì)發(fā)生管道堵塞。可以測(cè)量污水、泥漿、懸浮物,也可測(cè)量食品藥漿類需要衛(wèi)生條件的流體。無壓力損失,即使是大口徑耗電量也僅有20瓦左右,屬于節(jié)能環(huán)保性儀表。
(2)轉(zhuǎn)換器通用性強(qiáng)、工作可靠、具有互換性、功能具有多樣性、可選擇性、顯示和輸出方式多種多樣?？梢赃m用不同用戶的需要特別是智能型電磁流量計(jì),具有可編程的輸出功能,各種數(shù)字通信方式,小信號(hào)可予切除,具有自檢和自診斷功能,可方便地進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、編程等。性能穩(wěn)定、可靠、檢修簡(jiǎn)便。
(3)傳感器村里和電極材料有多種選擇,可適應(yīng)不同的介質(zhì),耐磨損、耐腐蝕。測(cè)量信號(hào)不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響。采用沉浸結(jié)構(gòu)可在水下工作。采用防爆性,可以在相應(yīng)的有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所工作。
(4測(cè)量范圍度寬從原理上講它的流量方程式是線性的每個(gè)量程中可以達(dá)到線性范圍50:1。對(duì)于同一臺(tái)表,可以達(dá)到的測(cè)量范圍度2500:1,這是其它流量計(jì)無法比擬的。它的缺點(diǎn)是不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有大量氣泡的液體,不能測(cè)量石油及其制品等不導(dǎo)電液體,受襯里材料和電氣絕緣材料的溫度限制,目前不能測(cè)量高溫流體(有的廠家限定200℃以下,有的是150℃以下)。
3.超聲波流量計(jì)的基本特性
超聲波束(超聲脈沖)在流體中的傳輸速度要受到流向及流速的影響,或者流體中顆粒的移動(dòng)會(huì)對(duì)超聲波束的頻率或相位造成影響,這些現(xiàn)象都可以用來測(cè)量流體的流速(流量),從而造成超聲波流量計(jì)。世界上***臺(tái)超聲波流量計(jì)于1928年誕生于德國(guó),此后獲得迅速發(fā)展。到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多家公司制造或代理這種產(chǎn)品,從初期的只有液體用超聲波流量計(jì)發(fā)展到現(xiàn)在也有了氣體超聲波流量計(jì)。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,該產(chǎn)品的性能和應(yīng)用范圍也有了很大提高,其主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1)不干擾流場(chǎng)、無壓力損失、無可動(dòng)易損部件,這點(diǎn)和電磁流量計(jì)相同。
(2)既可以測(cè)量導(dǎo)電流體、也可以測(cè)量非導(dǎo)電流體,可以一表多用(夾裝式)使用在多條管道上,可以作為現(xiàn)場(chǎng)檢定的次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀表。
(3)超聲波流量計(jì)的傳感器(換能器)可以插入管道內(nèi)壁,做成“直射式”,能獲得較高的測(cè)量準(zhǔn)確度(液體、四聲道、精度±0.5%),也可以把換能器夾裝在測(cè)量管外壁,實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,解決高壓流體、有du流體、腐蝕流體的流量測(cè)量問題。但是它也有一些缺點(diǎn)例如:轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)易受電磁波干擾、零點(diǎn)不穩(wěn)定、操作比較麻煩,安裝一臺(tái)新表往往需要**人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試,對(duì)換能器的安裝要求較高,使用中要注意清理其上的粘附物?？紤]到該產(chǎn)品的價(jià)格和安裝調(diào)試的技術(shù)要求,該產(chǎn)品在使用在大中口徑較重要的流量檢測(cè)點(diǎn),被測(cè)的流程管道要形狀規(guī)則,壁厚均勻,無銹斑、無沉淀、積液等(盡可能選“帶管段”的形式)。
4.電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)之間的選擇建議
在電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)之間選擇時(shí)應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面考慮:
(1)根據(jù)被測(cè)流體性質(zhì)如果流體不導(dǎo)電則只能選擇超聲波流量計(jì)。
(2)流量計(jì)周圍的測(cè)量環(huán)境,因?yàn)槌暡髁坑?jì)易受電磁波干擾,如果在流量計(jì)的周圍有發(fā)射電磁波的物體,那么就不適宜安裝超聲波流量計(jì)。
(3)根據(jù)測(cè)量性質(zhì)來分,如果在測(cè)量時(shí)對(duì)瞬時(shí)流量要求嚴(yán)格,更適合安裝電磁流量計(jì)。
(4)超聲波流量計(jì)更推薦使用在大中口徑較重要的流量檢測(cè)點(diǎn),被測(cè)的流程管道要形狀規(guī)則,壁厚均勻,無銹斑、無沉淀、積液等(盡可能選“帶管段”的形式),否則雷諾數(shù)無法修正的那么準(zhǔn)確。
(5)超聲波流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量。
通常要正確選用流量計(jì),應(yīng)從以下五個(gè)方面考慮:性能要求:準(zhǔn)確度、重復(fù)性、范圍度、響應(yīng)時(shí)間。流體特性:溫度、壓力、密度、粘度、腐蝕和結(jié)垢、壓縮系數(shù)。安裝要求:垂直、水平、直管段、管道振動(dòng)、閥門位置。環(huán)境方面:溫度、濕度、安全性、電器干擾。經(jīng)濟(jì)方面:安裝費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、檢修、維護(hù)。五個(gè)因素的相互關(guān)系:
5.結(jié)論
流量?jī)x表是一種涉及多門學(xué)科的工業(yè)自動(dòng)化儀表,產(chǎn)品質(zhì)量與計(jì)算設(shè)計(jì)技巧、制造工藝能力、電子器件產(chǎn)品質(zhì)量、出廠標(biāo)定設(shè)備水平等密切相關(guān),同時(shí)又與使用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件、流體參數(shù)、管道安裝條件等密切相關(guān)。正確和有效地選擇測(cè)量方法和儀表,必須熟悉儀表和使用流體特性這兩個(gè)方面,同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)因素。歸納起來應(yīng)從性能要求、流體特性、安裝要求、環(huán)境條件和費(fèi)用這五方面因素考慮,綜合這些因素提出方案后正確使用,才能使流量?jī)x表充分發(fā)揮它的作用。
上一條：
一種帶壓力測(cè)量的電磁流量計(jì)
下一條：
電磁流量計(jì)在煤漿測(cè)量中出現(xiàn)的故障和處理辦法
