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)定的參考流動條件下確定的美國流量專家米勒編著的《流量測量工程手冊》一書中全面歸納出“參比”(編注:參考文獻(xiàn)[S]流動條件的含義是:
(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稱的(圍繞管道的中心軸線是對稱的)。
(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)場流動條件偏離了參比流動條件,就會給測量帶來附加誤差,偏離參比流動條件的因素叫影響量。速度分布的失常,非均相流,脈動流和氣穴是影響各種流量計(jì)測量特性的四個主要影響量。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稱的速度分布對流量計(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)形成則從流體流動的個橫截面積到另一個橫截面積不會發(fā)生變化的速度分布,它通常是在足夠長的管道直管段末端形成，所以在確定流量計(jì)精度時,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)簡單,無活動部件和阻礙流體流動的擾動件,不會發(fā)生管道堵塞?？梢詼y量污水、泥漿、懸浮物,也可測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。測量信號不受流體密度、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)的有爆炸危險的場所工作。
(4測量范圍度寬從原理上講它的流量方程式是線性的每個量程中可以達(dá)到線性范圍50:1。對于同一臺表,可以達(dá)到的測量范圍度2500:1,這是其它流量計(jì)無法比擬的。它的缺點(diǎn)是不能測量氣體、蒸汽和含有大量氣泡的液體,不能測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會對超聲波束的頻率或相位造成影響,這些現(xiàn)象都可以用來測量流體的流速(流量),從而造成超聲波流量計(jì)。世界上***臺超聲波流量計(jì)于1928年誕生于德國,此后獲得迅速發(fā)展。到現(xiàn)在國內(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、無壓力損失、無可動易損部件,這點(diǎn)和電磁流量計(jì)相同。
(2)既可以測量導(dǎo)電流體、也可以測量非導(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)場檢定的次級標(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量管外壁,實(shí)現(xiàn)非接觸測量,解決高壓流體、有du流體、腐蝕流體的流量測量問題。但是它也有一些缺點(diǎn)例如:轉(zhuǎn)換器的輸出信號易受電磁波干擾、零點(diǎn)不穩(wěn)定、操作比較麻煩,安裝一臺新表往往需要**人員在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試,對換能器的安裝要求較高,使用中要注意清理其上的粘附物。考慮到該產(chǎn)品的價格和安裝調(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點(diǎn),被測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)之間選擇時應(yīng)主要從以下幾個方面考慮:
(1)根據(jù)被測流體性質(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)測量性質(zhì)來分,如果在測量時對瞬時流量要求嚴(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點(diǎn),被測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)非接觸測量。
通常要正確選用流量計(jì),應(yīng)從以下五個方面考慮:性能要求:準(zhǔn)確度、重復(fù)性、范圍度、響應(yīng)時間。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、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)。五個因素的相互關(guān)系:
5.結(jié)論
流量儀表是一種涉及多門學(xué)科的工業(yè)自動化儀表,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),同時又與使用現(xiàn)場環(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量方法和儀表,必須熟悉儀表和使用流體特性這兩個方面,同時還要考慮經(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,才能使流量儀表充分發(fā)揮它的作用。
上一條：
一種帶壓力測量的電磁流量計(jì)
下一條：
電磁流量計(jì)在煤漿測量中出現(xiàn)的故障和處理辦法
