流量計(jì)的試用分析

根據(jù)測(cè)量原理不同，目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多的流量計(jì)可分為電磁流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)。其中超聲波流量計(jì)又可分為時(shí)差式超聲波流量計(jì)、多普勒超聲波流量計(jì)、氣體超聲波流量計(jì)。
　　一、電磁流量計(jì)。一般電磁流量計(jì)僅應(yīng)用于滿(mǎn)管測(cè)量導(dǎo)電流體的流量。這類(lèi)DS系列電磁流量計(jì)已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各種現(xiàn)場(chǎng)，反映良好。其大的特點(diǎn)是：電磁流量計(jì)電極內(nèi)裝Pt電阻溫度檢測(cè)，用以修正體積溫度的影響。從而保證了流量計(jì)的精度。目前，公司正著手研制非滿(mǎn)管電磁流量計(jì)及測(cè)量更低電解液體的流量計(jì)。非滿(mǎn)管電磁流量計(jì)需測(cè)量管內(nèi)液體高度。利用兩勵(lì)磁繞組分別正向和反向串接，產(chǎn)生兩種不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)分布下測(cè)得的流速信號(hào)電勢(shì)，而電勢(shì)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(jì)相同方法測(cè)得的流速相乘，求得體積流量。非滿(mǎn)管里流量計(jì)一旦問(wèn)世，其應(yīng)用可擴(kuò)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(cè)量精確度。將傳統(tǒng)非滿(mǎn)管流或明渠流的測(cè)量誤差從用槽式儀表的±（3~5）%FS降到用電磁流量計(jì)的±(1~2)%FS。測(cè)量更低電釋液體的流量計(jì)（稱(chēng)為無(wú)電極電磁流量計(jì)）是利用流量根據(jù)測(cè)量原理不同，目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多的流量計(jì)可分為電磁流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)。其中超聲波流量計(jì)又可分為時(shí)差式超聲波流量計(jì)、多普勒超聲波流量計(jì)、氣體超聲波流量計(jì)。
　　一、電磁流量計(jì)。一般電磁流量計(jì)僅應(yīng)用于滿(mǎn)管測(cè)量導(dǎo)電流體的流量。這類(lèi)DS系列電磁流量計(jì)已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各種現(xiàn)場(chǎng)，反映良好。其大的特點(diǎn)是：電磁流量計(jì)電極內(nèi)裝Pt電阻溫度檢測(cè)，用以修正體積溫度的影響。從而保證了流量計(jì)的精度。目前，公司正著手研制非滿(mǎn)管電磁流量計(jì)及測(cè)量更低電解液體的流量計(jì)。非滿(mǎn)管電磁流量計(jì)需測(cè)量管內(nèi)液體高度。利用兩勵(lì)磁繞組分別正向和反向串接，產(chǎn)生兩種不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)分布下測(cè)得的流速信號(hào)電勢(shì)，而電勢(shì)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(jì)相同方法測(cè)得的流速相乘，求得體積流量。非滿(mǎn)管里流量計(jì)一旦問(wèn)世，其應(yīng)用可擴(kuò)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(cè)量精確度。將傳統(tǒng)非滿(mǎn)管流或明渠流的測(cè)量誤差從用槽式儀表的±（3~5）%FS降到用電磁流量計(jì)的±(1~2)%FS。測(cè)量更低電釋液體的流量計(jì)（稱(chēng)為無(wú)電極電磁流量計(jì)）是利用流量計(jì)不能測(cè)量的甘油、乙二醇等。這類(lèi)儀表幾乎不存在漿液噪聲和流動(dòng)噪聲，也不會(huì)產(chǎn)生電極表面效應(yīng)形成的噪聲。襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導(dǎo)電層或結(jié)薄絕緣垢層也不會(huì)影響測(cè)量。
　　電磁流量計(jì)的另一個(gè)發(fā)展方向?yàn)榈凸暮投€制電磁流量計(jì)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(jì)將采用干電池或太陽(yáng)電池，將更方便地將電磁流量計(jì)裝用于無(wú)市電供電的場(chǎng)所。
　　插入式電磁流量計(jì)已試制成功，使插入式電磁流量計(jì)在大管徑的應(yīng)用領(lǐng)域處于有利地位，也解決了幫壓安裝電磁流量計(jì)的難題。
　　電磁流量計(jì)的另一個(gè)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(jì)測(cè)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(jì)成具有水表特點(diǎn)的電磁水表。在日本，這類(lèi)電磁式水表已納入日本水表標(biāo)準(zhǔn)。
　　二、質(zhì)量流量計(jì)
　　根據(jù)測(cè)量原理不同，目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多的流量計(jì)可分為電磁流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)。其中超聲波流量計(jì)又可分為時(shí)差式超聲波流量計(jì)、多普勒超聲波流量計(jì)、氣體超聲波流量計(jì)。
　　一、電磁流量計(jì)。
　　一般電磁流量計(jì)僅應(yīng)用于滿(mǎn)管測(cè)量導(dǎo)電流體的流量。這類(lèi)DS系列電磁流量計(jì)已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各種現(xiàn)場(chǎng)，反映良好。其大的特點(diǎn)是：電磁流量計(jì)電極內(nèi)裝Pt電阻溫度檢測(cè)，用以修正體積溫度的影響。從而保證了流量計(jì)的精度。目前，公司正著手研制非滿(mǎn)管電磁流量計(jì)及測(cè)量更低電解液體的流量計(jì)。非滿(mǎn)管電磁流量計(jì)需測(cè)量管內(nèi)液體高度。利用兩勵(lì)磁繞組分別正向和反向串接，產(chǎn)生兩種不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)分布下測(cè)得的流速信號(hào)電勢(shì)，而電勢(shì)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(jì)相同方法測(cè)得的流速相乘，求得體積流量。非滿(mǎn)管里流量計(jì)一旦問(wèn)世，其應(yīng)用可擴(kuò)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(cè)量精確度。將傳統(tǒng)非滿(mǎn)管流或明渠流的測(cè)量誤差從用槽式儀表的±（3~5）%FS降到用電磁流量計(jì)的±(1~2)%FS。測(cè)量更低電釋液體的流量計(jì)（稱(chēng)為無(wú)電極電磁流量計(jì)）是利用流量計(jì)不能測(cè)量的甘油、乙二醇等。這類(lèi)儀表幾乎不存在漿液噪聲和流動(dòng)噪聲，也不會(huì)產(chǎn)生電極表面效應(yīng)形成的噪聲。襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導(dǎo)電層或結(jié)薄絕緣垢層也不會(huì)影響測(cè)量。
　　電磁流量計(jì)的另一個(gè)發(fā)展方向?yàn)榈凸暮投€制電磁流量計(jì)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(jì)將采用干電池或太陽(yáng)電池，將更方便地將電磁流量計(jì)裝用于無(wú)市電供電的場(chǎng)所。
　　插入式電磁流量計(jì)已試制成功，使插入式電磁流量計(jì)在大管徑的應(yīng)用領(lǐng)域處于有利地位，也解決了幫壓安裝電磁流量計(jì)的難題。
　　電磁流量計(jì)的另一個(gè)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(jì)測(cè)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(jì)成具有水表特點(diǎn)的電磁水表。在日本，這類(lèi)電磁式水表已納入日本水表標(biāo)準(zhǔn)。
　　二、質(zhì)量流量計(jì)。
　　科里奧利質(zhì)量流量計(jì)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(jì)普及型儀表的價(jià)格只有傳統(tǒng)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的50%～70%，還向價(jià)格更低的目標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)。
　　微小液體質(zhì)量熱式流量計(jì)，其流量范圍1~1000g/h，基本誤差±（0.5~1）%FS。當(dāng)前主要應(yīng)用于化學(xué)、石化、食品等流程工業(yè)實(shí)驗(yàn)性裝置。如美國(guó)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(jì)。
　　熱式質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用于氣體小流量測(cè)量，較多地應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、熱處理爐、分析儀器等氫、氧、氨等流量測(cè)量和控制以及閥門(mén)制造過(guò)程中測(cè)定泄漏量等。國(guó)外近年來(lái)熱銷(xiāo)的插入式熱式流量計(jì)，主要應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和流程工業(yè)大中型管道。如水泥工業(yè)豎式磨粉機(jī)排放熱氣流量控制等。
　　三、渦街流量計(jì)
　　渦街流量計(jì)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(shí)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(jì)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(cè)量誤差，使渦街流量計(jì)的測(cè)量精度大大提高。
　　美國(guó)生產(chǎn)的LO-FLO微量渦街流量計(jì)對(duì)微小流量的測(cè)量精度可達(dá)±0.5%，被測(cè)管位可以為幾個(gè)毫米。
　　目前，渦街流量計(jì)市場(chǎng)價(jià)格趨于成熟。
　　四、超聲波流量計(jì)。
　　1、時(shí)差式超聲波流量計(jì)。其工作原理為超聲波在液體中傳播時(shí)，液體的流動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小的變化，其傳播時(shí)間的變化與液體的流速成正比。時(shí)差式超聲波流量計(jì)的發(fā)展根據(jù)安裝方式可分為三個(gè)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(gè)階段的產(chǎn)品互為補(bǔ)充，滿(mǎn)足不同用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的需要，解決了不同現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題。外夾式超聲波流量計(jì)對(duì)于流量巡檢、跟蹤采集、流量平衡、泄漏檢測(cè)、流體設(shè)備故障粗診斷、食用、醫(yī)藥用液體及化學(xué)水、除鹽水的測(cè)量不可替代。而插入式超聲波流量計(jì)則解決了管道不規(guī)則、垢厚、銹蝕等外夾式解決不了的問(wèn)題，同時(shí)可帶壓安裝，不停流停產(chǎn)。特別是對(duì)于大管道是非常經(jīng)濟(jì)的選擇。插入式超聲波流量計(jì)因?yàn)閭鞲衅鞴潭ò惭b不易挪動(dòng)，減少了安裝誤差，其精度可達(dá)±0.5%，法蘭式超聲波流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是安裝省心，其精度更高，可達(dá)±0.2%。
　　時(shí)差式超聲波流量計(jì)不僅可以測(cè)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(lèi)別（如大連大洋伯斯特DS超聲波流量計(jì)）。目前，低耗電的超聲波流量計(jì)已應(yīng)用于市場(chǎng)（功率<2W）
　　超聲水表6月底將推向市場(chǎng)，進(jìn)一步擴(kuò)大超聲波的市場(chǎng)領(lǐng)域。隨著價(jià)格的走低，其電池供電的超聲水表除應(yīng)用于無(wú)電源的現(xiàn)場(chǎng)外，還將會(huì)轉(zhuǎn)向居民民居實(shí)用領(lǐng)域。
　　2、多普勒超聲波流量計(jì)。其工作原理是流體管道內(nèi)任何流動(dòng)的液體都存在不連續(xù)的擾動(dòng)，諸類(lèi)不連續(xù)的擾動(dòng)可以是懸浮的固體顆粒，氣泡或由于流體擾動(dòng)而引起的界面，這種擾動(dòng)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(guò)測(cè)量頻移△f，即可測(cè)量管道內(nèi)流速（或流量）。
　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，多普勒超聲波流量計(jì)的發(fā)展不僅可測(cè)量帶懸浮顆粒及氣泡的污濁液體，也可測(cè)量純凈流體。大洋伯斯特DS多普勒流量計(jì)就具備這種特點(diǎn)。
　　多普勒超聲波流量計(jì)的市場(chǎng)價(jià)格較穩(wěn)定，短期內(nèi)無(wú)大的變化。
　　3、超聲波氣體流量計(jì)。近年來(lái)應(yīng)用于蒸汽、儲(chǔ)存交接和財(cái)貿(mào)核算、民用住宅天然氣消費(fèi)計(jì)量等領(lǐng)域。氣體用超聲波流量計(jì)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(jì)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(cè)管道的結(jié)構(gòu)。
　　當(dāng)前國(guó)外能源開(kāi)發(fā)，天然氣比石油發(fā)展快，促進(jìn)了過(guò)去發(fā)展緩慢的氣體超聲波流量計(jì)發(fā)展。氣體超聲波流量計(jì)與傳統(tǒng)用的氣體渦輪流量計(jì)和氣體容積式流量計(jì)相比，具有無(wú)壓力損失的優(yōu)點(diǎn)，所節(jié)省的泵送費(fèi)用可觀，且無(wú)活動(dòng)部件，因此在天然氣工業(yè)方面應(yīng)用發(fā)展很快。超聲波氣體流量計(jì)可測(cè)高達(dá)480℃的過(guò)熱蒸汽。
　　總結(jié)：隨著工業(yè)的發(fā)展及市場(chǎng)的逐漸成熟，超聲波流量計(jì)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，在儲(chǔ)存交接和財(cái)貿(mào)核算應(yīng)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(rèn)可。隨著市場(chǎng)的全面展開(kāi)，其價(jià)格的市場(chǎng)調(diào)整會(huì)更趨于合理。另外，電磁流量計(jì)的應(yīng)用在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)有應(yīng)有的市場(chǎng)份額，質(zhì)量流量計(jì)和渦街流量計(jì)對(duì)流量計(jì)市場(chǎng)是一個(gè)完善的補(bǔ)充。而諸如孔板流量計(jì)等由于本身的缺點(diǎn)（諸如誤差大等）今逐漸淡出市場(chǎng)。