流量計的試用分析

根據(jù)測量原理不同，目前現(xiàn)場應用較多的流量計可分為電磁流量計、質(zhì)量流量計、渦街流量計、超聲波流量計。其中超聲波流量計又可分為時差式超聲波流量計、多普勒超聲波流量計、氣體超聲波流量計。
　　一、電磁流量計。一般電磁流量計僅應用于滿管測量導電流體的流量。這類DS系列電磁流量計已經(jīng)應用于國內(nèi)各種現(xiàn)場，反映良好。其大的特點是：電磁流量計電極內(nèi)裝Pt電阻溫度檢測，用以修正體積溫度的影響。從而保證了流量計的精度。目前，公司正著手研制非滿管電磁流量計及測量更低電解液體的流量計。非滿管電磁流量計需測量管內(nèi)液體高度。利用兩勵磁繞組分別正向和反向串接，產(chǎn)生兩種不同磁場強度和磁場分布下測得的流速信號電勢，而電勢之間的比值與液位高度有一定的函數(shù)關(guān)系。從這一關(guān)系求得管內(nèi)液位高度，推算出流體的通截面積，與傳統(tǒng)電磁流量計相同方法測得的流速相乘，求得體積流量。非滿管里流量計一旦問世，其應用可擴大到具有自由表面自然流的下水排放領(lǐng)域，并提高該領(lǐng)域的測量精確度。將傳統(tǒng)非滿管流或明渠流的測量誤差從用槽式儀表的±（3~5）%FS降到用電磁流量計的±(1~2)%FS。測量更低電釋液體的流量計（稱為無電極電磁流量計）是利用流量根據(jù)測量原理不同，目前現(xiàn)場應用較多的流量計可分為電磁流量計、質(zhì)量流量計、渦街流量計、超聲波流量計。其中超聲波流量計又可分為時差式超聲波流量計、多普勒超聲波流量計、氣體超聲波流量計。
　　一、電磁流量計。一般電磁流量計僅應用于滿管測量導電流體的流量。這類DS系列電磁流量計已經(jīng)應用于國內(nèi)各種現(xiàn)場，反映良好。其大的特點是：電磁流量計電極內(nèi)裝Pt電阻溫度檢測，用以修正體積溫度的影響。從而保證了流量計的精度。目前，公司正著手研制非滿管電磁流量計及測量更低電解液體的流量計。非滿管電磁流量計需測量管內(nèi)液體高度。利用兩勵磁繞組分別正向和反向串接，產(chǎn)生兩種不同磁場強度和磁場分布下測得的流速信號電勢，而電勢之間的比值與液位高度有一定的函數(shù)關(guān)系。從這一關(guān)系求得管內(nèi)液位高度，推算出流體的通截面積，與傳統(tǒng)電磁流量計相同方法測得的流速相乘，求得體積流量。非滿管里流量計一旦問世，其應用可擴大到具有自由表面自然流的下水排放領(lǐng)域，并提高該領(lǐng)域的測量精確度。將傳統(tǒng)非滿管流或明渠流的測量誤差從用槽式儀表的±（3~5）%FS降到用電磁流量計的±(1~2)%FS。測量更低電釋液體的流量計（稱為無電極電磁流量計）是利用流量計不能測量的甘油、乙二醇等。這類儀表幾乎不存在漿液噪聲和流動噪聲，也不會產(chǎn)生電極表面效應形成的噪聲。襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導電層或結(jié)薄絕緣垢層也不會影響測量。
　　電磁流量計的另一個發(fā)展方向為低功耗和二線制電磁流量計的研制。二線制不需另外外接激磁電路，反用4mADC電流提供儀表所需功率，通常反數(shù)十毫瓦。低功耗電磁流量計將采用干電池或太陽電池，將更方便地將電磁流量計裝用于無市電供電的場所。
　　插入式電磁流量計已試制成功，使插入式電磁流量計在大管徑的應用領(lǐng)域處于有利地位，也解決了幫壓安裝電磁流量計的難題。
　　電磁流量計的另一個發(fā)展方向是以工業(yè)轉(zhuǎn)向居民民用領(lǐng)域。降低電磁流量計測量精確度至性能，如基本誤差定位在±2%（工業(yè)用一般±0.2%~±1%），設(shè)計成具有水表特點的電磁水表。在日本，這類電磁式水表已納入日本水表標準。
　　二、質(zhì)量流量計
　　根據(jù)測量原理不同，目前現(xiàn)場應用較多的流量計可分為電磁流量計、質(zhì)量流量計、渦街流量計、超聲波流量計。其中超聲波流量計又可分為時差式超聲波流量計、多普勒超聲波流量計、氣體超聲波流量計。
　　一、電磁流量計。
　　一般電磁流量計僅應用于滿管測量導電流體的流量。這類DS系列電磁流量計已經(jīng)應用于國內(nèi)各種現(xiàn)場，反映良好。其大的特點是：電磁流量計電極內(nèi)裝Pt電阻溫度檢測，用以修正體積溫度的影響。從而保證了流量計的精度。目前，公司正著手研制非滿管電磁流量計及測量更低電解液體的流量計。非滿管電磁流量計需測量管內(nèi)液體高度。利用兩勵磁繞組分別正向和反向串接，產(chǎn)生兩種不同磁場強度和磁場分布下測得的流速信號電勢，而電勢之間的比值與液位高度有一定的函數(shù)關(guān)系。從這一關(guān)系求得管內(nèi)液位高度，推算出流體的通截面積，與傳統(tǒng)電磁流量計相同方法測得的流速相乘，求得體積流量。非滿管里流量計一旦問世，其應用可擴大到具有自由表面自然流的下水排放領(lǐng)域，并提高該領(lǐng)域的測量精確度。將傳統(tǒng)非滿管流或明渠流的測量誤差從用槽式儀表的±（3~5）%FS降到用電磁流量計的±(1~2)%FS。測量更低電釋液體的流量計（稱為無電極電磁流量計）是利用流量計不能測量的甘油、乙二醇等。這類儀表幾乎不存在漿液噪聲和流動噪聲，也不會產(chǎn)生電極表面效應形成的噪聲。襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導電層或結(jié)薄絕緣垢層也不會影響測量。
　　電磁流量計的另一個發(fā)展方向為低功耗和二線制電磁流量計的研制。二線制不需另外外接激磁電路，反用4mADC電流提供儀表所需功率，通常反數(shù)十毫瓦。低功耗電磁流量計將采用干電池或太陽電池，將更方便地將電磁流量計裝用于無市電供電的場所。
　　插入式電磁流量計已試制成功，使插入式電磁流量計在大管徑的應用領(lǐng)域處于有利地位，也解決了幫壓安裝電磁流量計的難題。
　　電磁流量計的另一個發(fā)展方向是以工業(yè)轉(zhuǎn)向居民民用領(lǐng)域。降低電磁流量計測量精確度至性能，如基本誤差定位在±2%（工業(yè)用一般±0.2%~±1%），設(shè)計成具有水表特點的電磁水表。在日本，這類電磁式水表已納入日本水表標準。
　　二、質(zhì)量流量計。
　　科里奧利質(zhì)量流量計降低精確度（量程誤差從±0.2%左右降低到±0.5%），功能減少，設(shè)計普及型儀表的價格只有傳統(tǒng)科里奧利質(zhì)量流量計的50%～70%，還向價格更低的目標準推進。
　　微小液體質(zhì)量熱式流量計，其流量范圍1~1000g/h，基本誤差±（0.5~1）%FS。當前主要應用于化學、石化、食品等流程工業(yè)實驗性裝置。如美國Brooks公司的Flomtgn型，荷蘭BronkhorstHi-Tech公司的Liqui-Flow型和μ-Flow型微量流量計。
　　熱式質(zhì)量流量計應用于氣體小流量測量，較多地應用于半導體工業(yè)、熱處理爐、分析儀器等氫、氧、氨等流量測量和控制以及閥門制造過程中測定泄漏量等。國外近年來熱銷的插入式熱式流量計，主要應用于環(huán)境保護和流程工業(yè)大中型管道。如水泥工業(yè)豎式磨粉機排放熱氣流量控制等。
　　三、渦街流量計
　　渦街流量計漩渦發(fā)生體分離的漩渦頻率f正比于流速v（f=k1v，k1為系數(shù)），同時承受與ρv2成正比的升力F(F=k2ρv2，ρ為流體密度，k2為系數(shù))。以f除以F，再乘流通面積A，便可求得質(zhì)量流量qm，即qm=(F/f)A=(k2ρv2/k1v)A=kρvA
　　式中k為儀表系數(shù)，k=k2/k1
　　目前渦街流量計配用差壓變送器及溫度傳感器清除壓變及溫度產(chǎn)生的測量誤差，使渦街流量計的測量精度大大提高。
　　美國生產(chǎn)的LO-FLO微量渦街流量計對微小流量的測量精度可達±0.5%，被測管位可以為幾個毫米。
　　目前，渦街流量計市場價格趨于成熟。
　　四、超聲波流量計。
　　1、時差式超聲波流量計。其工作原理為超聲波在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小的變化，其傳播時間的變化與液體的流速成正比。時差式超聲波流量計的發(fā)展根據(jù)安裝方式可分為三個階段，即外夾安裝方式階段、插入式安裝方式階段及法蘭式安裝方式階段。三個階段的產(chǎn)品互為補充，滿足不同用戶現(xiàn)場的需要，解決了不同現(xiàn)場的問題。外夾式超聲波流量計對于流量巡檢、跟蹤采集、流量平衡、泄漏檢測、流體設(shè)備故障粗診斷、食用、醫(yī)藥用液體及化學水、除鹽水的測量不可替代。而插入式超聲波流量計則解決了管道不規(guī)則、垢厚、銹蝕等外夾式解決不了的問題，同時可帶壓安裝，不停流停產(chǎn)。特別是對于大管道是非常經(jīng)濟的選擇。插入式超聲波流量計因為傳感器固定安裝不易挪動，減少了安裝誤差，其精度可達±0.5%，法蘭式超聲波流量計的優(yōu)點是安裝省心，其精度更高，可達±0.2%。
　　時差式超聲波流量計不僅可以測流體流速、流量，還可利用聲速在不同液體中的差別鑒別管道中液體類別（如大連大洋伯斯特DS超聲波流量計）。目前，低耗電的超聲波流量計已應用于市場（功率<2W）
　　超聲水表6月底將推向市場，進一步擴大超聲波的市場領(lǐng)域。隨著價格的走低，其電池供電的超聲水表除應用于無電源的現(xiàn)場外，還將會轉(zhuǎn)向居民民居實用領(lǐng)域。
　　2、多普勒超聲波流量計。其工作原理是流體管道內(nèi)任何流動的液體都存在不連續(xù)的擾動，諸類不連續(xù)的擾動可以是懸浮的固體顆粒，氣泡或由于流體擾動而引起的界面，這種擾動使反射的超聲波產(chǎn)生頻移△f，頻移△f是流速的線性函數(shù)。通過測量頻移△f，即可測量管道內(nèi)流速（或流量）。
　　隨著技術(shù)的進步，多普勒超聲波流量計的發(fā)展不僅可測量帶懸浮顆粒及氣泡的污濁液體，也可測量純凈流體。大洋伯斯特DS多普勒流量計就具備這種特點。
　　多普勒超聲波流量計的市場價格較穩(wěn)定，短期內(nèi)無大的變化。
　　3、超聲波氣體流量計。近年來應用于蒸汽、儲存交接和財貿(mào)核算、民用住宅天然氣消費計量等領(lǐng)域。氣體用超聲波流量計因超聲波在固體與氣體界面間的傳播效率低，管道外夾裝換能器難以經(jīng)管壁傳送足夠的聲能，目前大部分將超聲換能器伸入管道，直接向氣體發(fā)射和從氣體接受聲波。氣體流量計大部分是由超聲波流量傳感器組成，但也有插入式換解器安裝于待測管道的結(jié)構(gòu)。
　　當前國外能源開發(fā)，天然氣比石油發(fā)展快，促進了過去發(fā)展緩慢的氣體超聲波流量計發(fā)展。氣體超聲波流量計與傳統(tǒng)用的氣體渦輪流量計和氣體容積式流量計相比，具有無壓力損失的優(yōu)點，所節(jié)省的泵送費用可觀，且無活動部件，因此在天然氣工業(yè)方面應用發(fā)展很快。超聲波氣體流量計可測高達480℃的過熱蒸汽。
　　總結(jié)：隨著工業(yè)的發(fā)展及市場的逐漸成熟，超聲波流量計的應用會越來越廣泛，在儲存交接和財貿(mào)核算應用領(lǐng)域也更全面而廣泛，其優(yōu)越的使用性能已得到各方面的認可。隨著市場的全面展開，其價格的市場調(diào)整會更趨于合理。另外，電磁流量計的應用在長時間內(nèi)會有應有的市場份額，質(zhì)量流量計和渦街流量計對流量計市場是一個完善的補充。而諸如孔板流量計等由于本身的缺點（諸如誤差大等）今逐漸淡出市場。