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知识分享¦¦常见流量计优缺点(上)

知识分享¦¦常见流量计优缺点(上)

发布日期:2022-11-16 浏览次数:388

旧式的60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。

本文按照目前流行、最广泛的分类法分别来阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发挥在那情况:

01、电磁流量计

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· 优点

(1) 电磁流量计可用来测量工业导电液体或浆液。

(2) 无压力损失。

(3) 测量范围大,电磁流量变送器的口径从2.5mm到2.6m。

(4) 电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量,测量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响。

· 缺点

(1) 电磁流量计的应用有一定局限性,它只能测量导电介质的液体流量,不能测量非导电介质的流量,例如气体和水处理较好的供热用水。另外在高温条件下其衬里需考虑。

(2) 电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求,对于液态介质,应测量质量流量,测量介质流量应涉及到流体的密度,不同流体介质具有不同的密度,而且随温度变化。如果电磁流量计转换器不考虑流体密度,仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。

(3) 电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂,且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用,两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器时,从安装地点的选择到具体的安装调试,必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动,不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时,必须排尽测量管中存留的气体,否则会造成较大的测量误差。

(4) 电磁流量计用来测量带有污垢的粘性液体时,粘性物或沉淀物附着在测量管内壁或电极上,使变送器输出电势变化,带来测量误差,电极上污垢物达到一定厚度,可能导致仪表无法测量。

(5) 供水管道结垢或磨损改变内径尺寸,将影响原定的流量值,造成测量误差。如100mm口径仪表内径变化1mm会带来约2%附加误差。

(6) 变送器的测量信号为很小的毫伏级电势信号,除流量信号外,还夹杂一些与流量无关的信号,如同相电压、正交电压及共模电压等。为了准确测量流量,必须消除各种干扰信号,有效放大流量信号。应该提高流量转换器的性能,采用微处理机型的转换器,用它来控制励磁电压,按被测流体性质选择励磁方式和频率,可以排除同相干扰和正交干扰。但改进的仪表结构复杂,成本较高。

(7) 价格较高


02、超声波流量计

超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。

根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,它是发展迅速的一类流量计之一。

· 优点

(1) 超声波流量计是一种非接触式测量仪表,可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的流动状态,不会产生压力损失,且便于安装。

(2) 可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。

(3) 超声波流量计的测量范围大,管径范围从20mm~5m.

(4) 超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。

(5) 超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式。

· 缺点

(1) 超声波流量计的温度测量范围不高,一般只能测温度低于200℃的流体。

(2) 抗干扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。

(3) 直管段要求严格,为前20D,后5D。否则离散性差,测量精度低。

(4) 安装的不确定性,会给流量测量带来较大误差。

(5) 测量管道因结垢,会严重影响测量准确度,带来显著的测量误差,甚至在严重时仪表无流量显示。

(6) 可靠性、精度等级不高(一般为1.5~2.5级左右),重复性差。

(7) 使用寿命短(一般精度只能保证一年)。

(8) 超声波流量计是通过测量流体速度来确定体积流量,对液体应该测量它的质量流量,仪表测量质量流量是通过体积流量乘以人为设定的密度后得到的,当流体温度变化时,流体密度是变化的,人为设定密度值,不能保证质量流量的准确度。只能在测量流体速度的同时,又测量了流体密度,才能通过运算,得到真实质量流量值。

(9) 价格较高。


03、涡街流量计

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· 优点

(1) 涡街流量计无可动部件,测量元件结构简单,性能可靠,使用寿命长。

(2) 涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1:10。

(3) 涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。

(4) 它造成的压力损失小。

(5) 准确度较高,重复性为0.5%,且维护量小。

· 缺点

(1) 涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响,但液体或蒸汽的最终测量结果应是质量流量,对于气体,最终测量结果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流量都必须通过流体密度进行换算,必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。

(2) 造成流量测量误差的因素主要有:管道流速不均造成的测量误差;不能准确确定流体工况变化时的介质密度;将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除,涡街流量计的总测量误差会很大。

(3) 抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差,甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动,使测量精度降低。大管径影响更为明显。

(4) 对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕,改变几何体尺寸,对测量精度造成极大影响。

(5) 直管段要求高。专家指出,涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D,才能满足测量要求。

(6) 耐温性能差。涡街流量计一般只能测量300℃以下介质的流体流量。


04、孔板流量计

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· 优点 

(1) 标准节流件是全世界通用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量计中亦是唯 一的。

(2) 结构易于复制,简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉;

(3) 应用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流,一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。

(4) 检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便与专业化规模生产;

· 缺点

(1) 测量的重复性、准确度在流量计中属于中等水平,由于众多因素的影响错综复杂,准确度难于提高。

(2) 范围度窄,由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3∶1 ~ 4∶1。

(3) 有较长的直管段长度要求,一般难于满足。尤其对较大管径,问题更加突出;

(4) 压力损失大,通常为维持一台孔板流量计正常运行,水泵需要附加动力克服孔板的压力损失。该附加耗电量可直接由压力损失和流量计算确定。一年约需多耗电数万度,折合人民币数万元。下表中列出了孔板在正常压力损失情况下的能耗计算结果。其中运行天数按三百五十天计算,电价按0.35元/度计算。由表中计算电耗数据可见,孔板的附加运行费用是极高的,而采用弯管流量计该运行费用为零!

(5) 孔板以内孔锐角线来保证精度,因此对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,长期使用精度难以保证,需每年拆下强检一次。

(6) 采用法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护工作量。



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