工業(ye) 生產(chan) 中流量測量主要依賴流量傳(chuan) 感器、流量計。迄今為(wei) 止,流量計種類可細分為(wei) 60多種。目前沒有任一種流量計可以對任何流體(ti) 、任何量程、任何流動狀態以及任何使用條件都適用。這60多種流量儀(yi) 表,每個(ge) 類別都有各自的優(you) 缺點,適用不同的場合,按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。按照目前流行、比較廣泛的分類法,即分為(wei) :容積式流量計、差壓式流量計、變麵積式流量計、渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計,渦街流量計、旋進漩渦流量計,科氏質量流量計等。
差壓式流量計
1工作原理
差壓式流量計是根據安裝於(yu) 管道中流量檢測件產(chan) 生的差壓,已知的流體(ti) 條件和檢測件與(yu) 管道的幾何尺寸來計算流量的儀(yi) 表。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀(yi) 表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘裏流量計、均速管流量計等。
二次裝置為(wei) 各種機械、電子、機電一體(ti) 式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀(yi) 表。它已發展為(wei) 三化(係列化、通用化及標準化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀(yi) 表,它既可測量流量參數,也可測量其它參數(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為(wei) :節流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
差壓式流量計是一類應用廣泛的流量計,在各類流量儀(yi) 表中其使用量占居*。近年來,由於(yu) 各種新型流量計的問世,它的使用量百分數逐漸下降,但目前仍是相對重要的一類流量計。
2產(chan) 品優(you) 點與(yu) 不足
優(you) 點:
(1)孔板式流量計結構牢固,性能穩定可靠,使用壽命長;
(2)應用範圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與(yu) 之相比擬;
(3)檢測件與(yu) 變送器、顯示儀(yi) 表分別由不同廠家生產(chan) ,便於(yu) 規模經濟生產(chan) 。
缺點:
(1)測量精度普遍偏低;
(2)範圍度窄,一般僅(jin) 3:1~4:1;
(3)現場安裝條件要求高;
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
3應用情況
差壓式流量計應用範圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用,如流體(ti) 方麵:單相、混相、潔淨、髒汙、粘性流等;工作狀態方麵:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方麵:從(cong) 幾mm到幾m;流動條件方麵:亞(ya) 音速、音速、脈動流等。
容積式流量計
1工作原理
容積式流量計,又稱定排量流量計,簡稱PD流量計,在流量儀(yi) 表中是精度較高的一類。它利用機械測量元件把流體(ti) 連續不斷地分割成單個(ge) 已知的體(ti) 積部分,根據測量室逐次重複地充滿和排放該體(ti) 積部分流體(ti) 的次數來測量流體(ti) 體(ti) 積總量。
容積式流量計按其測量元件分類,可分為(wei) 橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往複活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。
2產(chan) 品特點與(yu) 不足
優(you) 點:
(1)計量精度高;
(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響;
(3)可用於(yu) 高粘度液體(ti) 的測量;
(4)範圍度寬;
(5)直讀式儀(yi) 表無需外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便。
缺點:
(1)結果複雜,體(ti) 積龐大;
(2)被測介質種類、口徑、介質工作狀態局限性較大;
(3)不適用於(yu) 高、低溫場合;
(4)大部分儀(yi) 表隻適用於(yu) 潔淨單相流體(ti) ;
(5)產(chan) 生噪聲及振動。
3應用情況
容積式流量計與(yu) 差壓式流量計、浮子流量計並列為(wei) 三類使用量大的流量計,常應用於(yu) 昂貴介質(油品、天然氣等)的總量測量。
渦輪流量計
1工作原理
渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉子(渦輪)感受流體(ti) 平均流速,從(cong) 而且推導出流量或總量的儀(yi) 表。
一般它由傳(chuan) 感器和顯示儀(yi) 兩(liang) 部分組成,也可做成整體(ti) 式。
渦輪流量計和容積式流量計、質量流量計稱為(wei) 流量計中三類重複性、精度佳的產(chan) 品,作為(wei) 類型流量計之一。
2產(chan) 品特點
優(you) 點:
(1)高精度,在所有流量計中,屬於(yu) 較精確的流量計;
(2)重複性好;
(3)元零點漂移,抗幹擾能力好;
(4)範圍度寬;
(5)結構緊湊。
缺點:
(1)不能長期保持校準特性;
(2)流體(ti) 物性對流量特性有較大影響。
3應用情況
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用:石油、有機液體(ti) 、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體(ti) 統在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅(jin) 次於(yu) 孔板流量計的天然計量儀(yi) 表。
電磁流量計
1工作原理
電磁流量計是根據法拉弟電磁感應定律製成的一種測量導電性液體(ti) 的儀(yi) 表。電磁流量計有一係列優(you) 良特性,可以解決(jue) 其它流量計不易應用的問題,如髒汙流、腐蝕流的測量。
2產(chan) 品特點與(yu) 不足
優(you) 點:
(1)測量通道是段光滑直管,不會(hui) 阻塞,適用於(yu) 測量含固體(ti) 顆粒的液固二相流體(ti) ,如紙漿、泥漿、汙水等;
(2)不產(chan) 生流量檢測所造成的壓力損失,節能效果好;
(3)所測得體(ti) 積流量實際上不受流體(ti) 密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響;
(4)流量範圍大,口徑範圍寬;
(5)可應用腐蝕性流體(ti) 。
缺點:
(1)不能測量電導率很低的液體(ti) ,如石油製品;
(2)不能測量氣體(ti) 、蒸汽和含有較大氣泡的液體(ti) ;
(3)不能用於(yu) 較高溫度。
3應用情況
電磁流量計應用領域廣泛,大口徑儀(yi) 表較多應用於(yu) 給排水工程;中小口徑常用於(yu) 高要求或難測場合,如鋼鐵工業(ye) 高爐風口冷卻水控製,造紙工業(ye) 測量紙漿液和黑液,化學工業(ye) 的強腐蝕液,有色冶金工業(ye) 的礦漿;小口徑、微小口徑常用於(yu) 醫藥工業(ye) 、食品工業(ye) 、生物化學等有衛生要求的場所。
渦街流量計
1工作原理
渦街流量計是在流體(ti) 中安放一根非流線型遊渦發生體(ti) ,流體(ti) 在發生體(ti) 兩(liang) 側(ce) 交替地分離釋放出兩(liang) 串規則地交錯排列的遊渦的儀(yi) 表。渦街流量計按頻率檢出方式可分為(wei) :應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體(ti) 式、光電式及超聲式等。
2產(chan) 品特點與(yu) 不足
優(you) 點:
(1)結構簡單牢固;
(2)適用流體(ti) 種類多;
(3)精度較高;
(4)範圍度寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不適用於(yu) 低雷諾數測量;
(2)需較長直管段;
(3)儀(yi) 表係數較低(與(yu) 渦輪流量計相比);
(4)儀(yi) 表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。
超聲波流量計
1工作原理
超聲波流量計是通過檢測流體(ti) 流動對超聲束(或超聲脈衝(chong) )的作用以測量流量的儀(yi) 表。 根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為(wei) 傳(chuan) 播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guan) 法、空間濾法及噪聲法等。超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀(yi) 表流通通道未設置任何阻礙件,均屬*流量計,是適於(yu) 解決(jue) 流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方麵有較突出的優(you) 點。
2產(chan) 品特點與(yu) 不足
優(you) 點:
(1)可做非接觸式測量;
(2)為(wei) 無流動阻撓測量,無壓力損失;
(3)可測量非導電性液體(ti) ,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。
缺點:
(1)傳(chuan) 播時間法隻能用於(yu) 清潔液體(ti) 和氣體(ti) ;而多普勒法隻能用於(yu) 測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體(ti) ;
(2)多普勒法測量精度不高。
3應用情況
(1)傳(chuan) 播時間法應用於(yu) 清潔、單相液體(ti) 和氣體(ti) 。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
(2)氣體(ti) 應用方麵在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;
(3)多普勒法適用於(yu) 異相含量不太高的雙相流體(ti) ,例如:未處理汙水、工廠排放液、髒流程液;通常不適用於(yu) 非常清潔的液體(ti) 。
金屬轉子流量計
1工作原理
轉子流量計由兩(liang) 個(ge) 部件組成,轉子流量計一件是從(cong) 下向上逐漸擴大的錐形管;轉子流量計另一件是置於(yu) 錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動的轉子。轉子流量計當測量流體(ti) 的流量時,被測流體(ti) 從(cong) 錐形管下端流入,流體(ti) 的流動衝(chong) 擊著轉子,並對它產(chan) 生一個(ge) 作用力(這個(ge) 力的大小隨流量大小而變化);當流量足夠大時,所產(chan) 生的作用力將轉子托起,並使之升高。同時,被測流體(ti) 流經轉子與(yu) 錐形管壁間的環形斷麵,這時作用在轉子上的力有三個(ge) :流體(ti) 對轉子的動壓力、轉子在流體(ti) 中的浮力和轉子自身的重力。流量計垂直安裝時,轉子重心與(yu) 錐管管軸會(hui) 相重合,作用在轉子上的三個(ge) 力都沿平行於(yu) 管軸的方向。當這三個(ge) 力達到平衡時,轉子就平穩地浮在錐管內(nei) 某一位置上。對於(yu) 給定的轉子流量計,轉子大小和形狀己經確定,因此它在流體(ti) 中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流體(ti) 對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當來流流速變大或變小時,轉子將作向上或向下的移動,相應位置的流動截麵積也發生變化,直到流速變成平衡時對應的速度,轉子就在新的位置上穩定。對於(yu) 一台給定的轉子流量計,轉子在錐管中的位置與(yu) 流體(ti) 流經錐管的流量的大小成一一對應關(guan) 係。
2產(chan) 品特點
轉子流量計是工業(ye) 上和實驗室常用的一種流量計。它具有結構簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點。轉子流量計適用於(yu) 測量通過管道直 徑D<150mm的小流量,也可以測量腐蝕性介質的流量。使用時流量計必須安裝在垂直走向的管段上,流體(ti) 介質自下而上地通過轉子流量計。
科裏奧利質量流量計
1工作原理
科裏奧利質量流量計該流量計是一種直接而精密地測量流體(ti) 質量流量的新穎儀(yi) 表,以結構主體(ti) 采用兩(liang) 根並排的U形管,讓兩(liang) 根管的回彎部分相向微微振動起來,則兩(liang) 側(ce) 的直管會(hui) 跟著振動,即它們(men) 會(hui) 同時靠攏或同時張開,即兩(liang) 根管的振動是同步的,對稱的。如果在管子同步振動的同時,將流體(ti) 導入管內(nei) ,使之沿管內(nei) 向前流動,則管子將強迫流體(ti) 與(yu) 之一起上下振動。
2產(chan) 品特點與(yu) 不足
優(you) 點
科裏奧利質量流量計直接測量質量流量,有很高的測量精確度。
可測量流體(ti) 範圍廣泛,包括高粘度液的各種液體(ti) 、含有固形物的漿液、含有微量氣體(ti) 的液體(ti) 、有足夠密度的中高壓氣體(ti) 。
測量管的振動幅小,可視作非活動件,測量管路內(nei) *件和活動件。
對應對迎流流速分布不敏感,因而無上下遊直管段要求。
測量值對流體(ti) 粘度不敏感,流體(ti) 密度變化對測量值得值的影響微小。
可做多參數測量,如同期測量密度,並由此派生出測量溶液中溶質所含的濃度。
缺點
科裏奧利質量流量計零點不穩定形成零點漂移,影響其精確度的進一步提高,使得許多型號儀(yi) 表隻得采用將總誤差分為(wei) 基本誤差和零點不穩定度量兩(liang) 部分。
科裏奧利質量流量計不能用於(yu) 測量低密度介質和低壓氣體(ti) ;液體(ti) 中含氣量超過某一限製(按型號而異)會(hui) 顯著著影響測量值。
科裏奧利質量流量計對外界振動幹擾較為(wei) 敏感,為(wei) 防止管道振動影響,大部分型號科裏奧利質量流量計的流量傳(chuan) 感器安裝固定要求較高。
不能用於(yu) 較大管徑,目前尚局限於(yu) 150(200)mm以下。
測量管內(nei) 壁磨損腐蝕或沉積結垢會(hui) 影響測量精確度,尤其對薄壁管測量管的科裏奧利質量流量計更為(wei) 顯著。
壓力損失較大,與(yu) 容積式儀(yi) 表相當,有些型號科裏奧利質量流量計甚至比容積式儀(yi) 表大100%。
大部分型號科裏奧利質量流量計重量和體(ti) 積較大。
價(jia) 格昂貴。國外價(jia) 格5000 ~10000美元一套,約為(wei) 同口徑電磁流量計的2 ~5倍;國內(nei) 價(jia) 格約為(wei) 電磁流量計的2~ 8倍。
熱式質量流量計
1工作原理
熱式流量計傳(chuan) 感器包含兩(liang) 個(ge) 傳(chuan) 感元件,一個(ge) 速度傳(chuan) 感器和一個(ge) 溫度傳(chuan) 感器。它們(men) 自動地補償(chang) 和校正氣體(ti) 溫度變化。儀(yi) 表的電加熱部分將速度傳(chuan) 感器加熱到高於(yu) 工況溫度的某一個(ge) 定值,使速度傳(chuan) 感器和測量工況溫度的傳(chuan) 感器之間形成恒定溫差。當保持溫差不變時,電加熱消耗的能量,也可以說熱消散值,與(yu) 流過氣體(ti) 的質量流量成正比。
2產(chan) 品特點與(yu) 不足
特點:可靠性高,重複性好,測量精度高,壓損小,無活動部件,量程比寬,響應速度快,無須溫壓補償(chang) ,3應用情況,熱式氣體(ti) 質量流量計是用於(yu) 測量和控製氣體(ti) 質量流量的新型儀(yi) 表。可用於(yu) 石油、化工、鋼鐵、冶金、電力、輕工、醫藥、環保等工業(ye) 部門的空氣、烴類氣體(ti) 、可燃性氣體(ti) 、煙道氣體(ti) 的監測。
工業(ye) 管道中氣體(ti) 質量流量測 煙囪排出的煙氣流速測量,煆燒爐煙道氣流量測量,燃氣過程中空氣流量測量,壓縮空氣流量測量,半道體(ti) 芯片製造過程中氣體(ti) 流量測量,汙水處理中氣體(ti) 流量測量,加熱通風和空調係統中的氣體(ti) 流量測量,熔劑回收係統氣體(ti) 流量測量,燃燒鍋爐中燃燒氣體(ti) 流量測量,天然氣、火炬氣、氫氣等氣體(ti) 流量測量,啤酒生產(chan) 過程中二氧化碳氣體(ti) 流量測量,水泥、卷煙、玻璃廠生產(chan) 過程中氣體(ti) 質量流量測量,
明渠流量計
1工作原理
明渠流量計的工作原理是利用明渠技術,通過測量流體(ti) 液位高度,再經過儀(yi) 器內(nei) 部的微處理器運算得到流量。由於(yu) 是非接觸測量,明渠流量計能在較惡劣的環境中應用。明渠流量計在微機控製下,發射和接受明渠,根據傳(chuan) 輸時間計算出明渠流量計距被測液麵的距離,從(cong) 而得到液位高度,由於(yu) 該液位與(yu) 流量之間有一定的比例關(guan) 係,因此可根據計算公式得到液體(ti) 流量Q。
2產(chan) 品特點與(yu) 不足
測量範圍大,流量測量不受支流麵回水的影響。
測量時不受水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響流量傳(chuan) 感器對水流產(chan) 生阻力結構簡單、體(ti) 積小、安裝方便。
標準渠道不需要改造可直接安裝,安裝施工費用低。
儀(yi) 表顯示輸出功能齊全,可顯示水位、流速、流量、累計流量等測量數據,並具有RS-485通訊接口。
具有水位、泥位、流速超限報警功能。
具有數據保存功能,可在長期停電的情況下保存設置參數和流量值。
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