常用流量計(jì)的應(yīng)用分析
發(fā)布時(shí)間：2023-03-20 22:57:02來源：hseauto.cn來源：..
字體: 大 中 小
時(shí)至今日，測量流量的儀表種類比較多，其中工業(yè)用的流量儀表達(dá)60多種，這么多的流量儀表，都有各自的適用范圍和局限性。流量計(jì)分為：容積式流量計(jì)、浮子流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、電磁流量計(jì)和靶式流量計(jì)等，下面對常用流量計(jì)進(jìn)行闡述。
1 浮子流量計(jì)
浮子流量計(jì)一般作為測量精確度要求不高的現(xiàn)場指示儀表，廣泛應(yīng)用在電力、石化、冶金、醫(yī)藥和污水處理中。浮子流量計(jì)在小、微流量方面發(fā)揮重要作用。
1.1 測量原理和結(jié)構(gòu) 浮子流量計(jì)的流量檢測件由1根垂直錐形管和1個(gè)沿錐管軸上下移動(dòng)的浮子構(gòu)成。錐管和浮子之間的環(huán)隙在被測流體自下而上通過，浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，通過比較浮子所受上升力與浸在流體中浮子重量之間的關(guān)系，當(dāng)前者大于后者時(shí)，浮子上升，環(huán)隙面積增大，環(huán)隙處流體流速立即下降，直到前者等后者，浮子便穩(wěn)定在某一高度。
1.2 使用要求浮子流量計(jì)應(yīng)用于小管徑和低流速；大部分浮子流量計(jì)對上游直管段要求不高，甚至沒有要求；浮子流量計(jì)流量范圍度較寬，壓力損失較低；浮子流量計(jì)可用于較低雷諾數(shù)，分為液體用、氣體用和蒸汽用；安裝時(shí)保持垂直，使流體由下而上流入。
2 差壓式流量計(jì)
差壓式流量計(jì)在流量儀表使用中占主導(dǎo)地位。
2.1 測量原理和結(jié)構(gòu) 根據(jù)管道內(nèi)流量檢測件產(chǎn)生差壓，結(jié)合現(xiàn)有流體條件、檢測件以及管道的幾何尺寸對流量進(jìn)行計(jì)算。一次裝置（檢測件）和二次裝置（差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表）構(gòu)成差壓式流量計(jì)。按照檢測件形式將差壓式流量計(jì)分為：孔板、噴嘴、文丘里管、均速管流量計(jì)等；按照二次裝置分為：機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓計(jì)，差壓變送器及流量顯示儀表。差壓式流量計(jì)中孔板節(jié)流式差壓流量計(jì)應(yīng)用最為廣泛。工作原理為：流體充滿管道流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，在節(jié)流件處流束形成局部收縮。此時(shí)，流速增大，靜壓降低，在節(jié)流件的前后產(chǎn)生差壓，差壓隨流量的增大而增大，因而可依據(jù)差壓來衡量流量的大小。常用的節(jié)流元件有孔板，阿牛巴也屬于差壓式流量計(jì)。差壓式流量計(jì)都是基于流體的動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的原理設(shè)計(jì)的，根據(jù)伯努利方程有如下關(guān)系式：p1+ρ1V12/2=p2+ρ1V22/2。
2.2 孔板節(jié)流裝置使用要求 液體滿管并連續(xù)流動(dòng)，有足夠長直管段；管道內(nèi)的流動(dòng)應(yīng)該是穩(wěn)定的，在測量時(shí)，流體流量應(yīng)不隨時(shí)間變化，或變化的非常緩慢；流體必須在物理和熱力學(xué)上是單項(xiàng)均勻的或可認(rèn)為是單相的；流體在流進(jìn)節(jié)流件以前，其流速必須與管道軸線平行，不得有旋轉(zhuǎn)。
3 渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、食品、制藥、電力、造紙等領(lǐng)域，以及供熱、供水、煤氣、市政建設(shè)、環(huán)保工程等行業(yè)的各種液體、氣體、高低溫過熱蒸汽和飽和蒸汽進(jìn)行流量計(jì)量和節(jié)能管理。
3.1 測量原理 渦街流量計(jì)是在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體，從而發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列，產(chǎn)生一定的頻率，通過公式f=St*v/（1-1.27d/D）*d（St為斯特勞哈爾數(shù)，為無量綱數(shù)，與旋渦發(fā)生體及雷諾數(shù)有關(guān)；v為流速；d為發(fā)生體迎面寬度；D為公稱通徑）即可得出流速。
3.2 使用要求 傳感器應(yīng)避免安裝在有機(jī)械振動(dòng)的管道上。當(dāng)振動(dòng)不可避免時(shí)，應(yīng)考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。直管段內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致，若不能一致，應(yīng)采用比傳感器通徑略大的管徑，誤差要≤3%并不超過5mm。對直管段的要求：上游為15-50D；上游加整流器時(shí)，上游不小于10D；下游至少為5D。
4 超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)的測量范圍很廣，測量的介質(zhì)可以是各種水，酸堿液，各種油，化工，食品，冶金，礦山，節(jié)能監(jiān)測，節(jié)水管理造紙等行業(yè)，超聲波測量在未來測量流量行業(yè)的前景是無法比擬的。
4.1 測量原理和安裝要求 應(yīng)用超聲波測量流量，主要是通過聲波在靜止流體中的傳播速度與流動(dòng)流體中的傳播速度存在差異，通過測量聲波在流動(dòng)介質(zhì)中的傳播速度等方法，求出流速和流量。通常采用W型、V型、Z型對超聲波流量計(jì)進(jìn)行安裝。根據(jù)管徑和流體特性選擇安裝方式，管徑在25～75mm之間的適用于W型，管徑在25～250mm之間用V型，管徑大于250mm以上的適用于Z型。為了確保測量儀表準(zhǔn)確度，選擇滿足一定條件的場所進(jìn)行定位：通常上游10D、下游5D以上直管段；上游30D內(nèi)不能裝泵、閥等擾動(dòng)設(shè)備。
4.2 使用特點(diǎn) 安裝方便、簡單，適用不同管徑；為保證精度，對直管段要求嚴(yán)格；精度不高，測量誤差大；流體溫度、組成或密度變化時(shí)，將引起聲波速度變化，進(jìn)而影響計(jì)算流量值。
5 質(zhì)量流量計(jì)
質(zhì)量流量計(jì)是一種新型的流量測量儀表，它可以直接用于測量介質(zhì)的質(zhì)量流量、密度，具有測量精度高、量程比寬、穩(wěn)定性好、維護(hù)量低等特點(diǎn)。
5.1 測量原理 質(zhì)量流量計(jì)分為科里奧利質(zhì)量流量計(jì)與熱導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)。比較常用的是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，在傳感器的外殼內(nèi)有一對平行的測量管，該管安裝在管子端部的電磁驅(qū)動(dòng)線圈作用下，做近似于音叉的振動(dòng)。當(dāng)流體通過兩個(gè)平行的測量管時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與流速方向的加速度及相應(yīng)的科里奧利力。測量管扭曲的大小是完全與流經(jīng)測量管的質(zhì)量流量的大小成正比：M=kf（K與測量管長度L及角速度W有關(guān)的常數(shù)，f為科里奧利力）。通過位于流量測量管兩側(cè)的電磁感應(yīng)器對兩點(diǎn)處管子振動(dòng)的速度進(jìn)行監(jiān)測，由于管子變形造成這兩個(gè)速度信號(hào)之間存在時(shí)間差，然后將這個(gè)信號(hào)傳輸至轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成與質(zhì)量流量成正相關(guān)的電信號(hào)輸出。
5.2 質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn) 具有很高的精度；所測的質(zhì)量流量與流體的溫度、壓力、粘度、電導(dǎo)率和流動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，但流體必須充滿；應(yīng)保證測量管無腐蝕與磨損及結(jié)垢，這都會(huì)影響測量準(zhǔn)確度；零點(diǎn)飄移較大，且壓頭損失較大；忌液氣混合；傳感器法蘭前后必需加裝具有足夠強(qiáng)度的支架以避免管道振動(dòng)干擾，引起測量誤差。
6 電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)主要應(yīng)用于化工、鋼鐵、煤炭、給排水、造紙、食品、紡織印染和化纖等工業(yè)領(lǐng)域。電磁流量計(jì)獨(dú)有的功能設(shè)計(jì)是普通流量計(jì)所無法企及的。
6.1 電磁流量計(jì)組成及工作原理 電磁流量計(jì)包括變送器、轉(zhuǎn)換器兩部分，二者通過連接線實(shí)現(xiàn)連接。變送器基于電磁感應(yīng)定律工作，被測介質(zhì)流動(dòng)方向與磁力線方向垂直，由此生成感應(yīng)電動(dòng)勢。轉(zhuǎn)換器實(shí)際是一個(gè)能夠抑制多種干擾成分的高輸入阻抗。安裝場所要求：電磁流量計(jì)安裝盡量避開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場的設(shè)備，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號(hào)。傳感器測量管內(nèi)始終充滿被測體，不能在不滿管和有可能出現(xiàn)空管時(shí)工作；應(yīng)選取管內(nèi)流體脈動(dòng)較小的位置測量；測雙相流體時(shí)，選不易引起分離的地方；四氟襯里的傳感器，避免負(fù)壓；避免液體電導(dǎo)率不均勻的場所。
6.2 電磁流量計(jì)的特點(diǎn) 測量管是一段光滑的直管，無活動(dòng)及阻流部件，基本上無壓力損失，對于大口徑管道來說，節(jié)能效果顯著；不怕堵塞，特別適用測量液固二相介質(zhì)的流量；合理選用襯里材料及電極材料，可測量各種腐蝕性介質(zhì)流量；安裝要求低，前置直管長度為5D，后置直管長度為3D；測量精度高，目前可達(dá)±0.2%；量程比寬，為1：20（孔板為1：3，渦輪為1：5）。電磁流量計(jì)局限性和不足之處：介質(zhì)溫度不超過180℃，壓力不超過4.0Mpa，流速不得低于0.5m/s；被測介質(zhì)是導(dǎo)電液體，最低電導(dǎo)率>5μs/cm；被測介質(zhì)不能含有較多的鐵磁性物質(zhì)及氣泡；不能用于氣體、蒸汽、石油制品等非導(dǎo)電性流體。
7 結(jié)論
每種流量計(jì)都有其適用范圍，也都有局限性。因此，在選擇儀表時(shí)，要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況，并要兼顧考慮環(huán)境等其它因素。
返回
