热搜: 讲解  流量计  流量  工作原理  优缺点 

各种流量计工作原理及优缺点讲解(二)

   日期:2019-09-02    
核心提示:6涡轮流量计  涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推 导出流量或总量的
 6涡轮流量计
 
 
 
 
  涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推 导出流量或总量的仪表。
 
 
 
  一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。
 
 
 
  涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。
 
 
 
  优点:
 
 
 
  (1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;
 
 
 
  (2)重复性好;
 
 
 
  (3)元零点漂移,抗干扰能力好;
 
 
 
  (4)范围度宽;
 
 
 
  (5)结构紧凑。
 
 
 
  缺点:
 
 
 
  (1)不能长期保持校准特性;
 
 
 
  (2)流体物性对流量特性有较大影响。
 
 
 
  应用概况:
 
 
 
  涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流
 
 
 
  体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了 2600 多台各种尺寸,压力从 0.8~6.5MPa 的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。
 
7涡街流量计(USF)
 
 
   涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交 错排列的游涡的仪表。当通流截面一定时,流速与导容积流量成正比。因此,测量振荡频率即可测得流量.涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式 等。 这种流量计是 70 年代开发和发展起来的.由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点,很有发 展前途。
 
 
 
  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。
 
 
 
  USF 在 60 年代后期进入工业应用,80 年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占 4%~6%。1992 年世界 范围估计销售量为 3.54.8万台,同期国内产品估计在 8000~9000 台。
 
8电磁流量计 (EMF)
 
 
  电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。
 
 
 
  电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。
 
 
 
  70、80 年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。
 
 
 
  优点:
 
 
 
  (1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;
 
 
 
  (2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;
 
 
 
  (3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响; 
 
 
 
  (4)流量范围大,口径范围宽;
 
 
 
  (5)可应用腐蚀性流体。
 
 
 
  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,最好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
 
 
 
  应用概况:
 
 
 
  电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。?EMF从50年代初进入工业应用以来,使用领域日益扩展,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。?我国近年发展迅速,1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备能力。
 
 
 
9超声流量计
 
 
 
 
  超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现,但由于它可以制成非接触型式,并可与超声波水位计联动进行开口流量测量,对流体又不产生扰动和阻力,所以很受欢。
 
 
 
  超声波流量计按测量原理分可分为时差式和多普勒式
 
 
 
  利用时差式原理制造的时差式超声流量计近年来得到广泛的关注和使用,是目前企事业使用最多的一种超声波流量计。
 
 
 
  利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于测量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质,使用有一定的局限性,但却解决了时差式超声波流量计只能测量单一清澈流体的问题,也被认为是非接触测量双相流的理想仪表。
 
 
 
  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,一般只能测量温度低于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。
 
  应用概况:
 
  传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;
 
 
  多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。
 
 
10质量流量计
 
  由于流体的容积受温度、压力等参数的影响,用容积流量表示流量大小时需给出介质的参数。在介质参数不断变化的情况下,往往难以达到这一要求,而造成仪表显示值失真。因此,质量流量计就得到广泛的应用和重视。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接有关的原理进行测量,目前常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。
 
 
  在现代工业生产中,流动工质的温度、压力等运行参数不断提高,在高温高压的情况下,由于材质和结构等方面的原因,直接式质量流量计的应用遇到困难,而间接式质量流量计由于密度计受湿度和压力适用范围的限制,往往也不好实际应用。因此,在工业生产中广泛采用的是温度压力补偿式质量流量计。可把它看作一种间接式质量流量计,不是配用密度计,而是利用温度、压力与密度间的关系,用温度、压力信号经函数运算为密度信号,与容积流量相乘而得到质量流量.目前温度、压力补偿式质量流量计虽已实用化,但当被测介质参数变化范围很大或很迅速时,正确地补偿将很困难或不可能,因此进一步研究在实际生产中适用的质量流量计和密度计还是一个课题。
 
11热式质量流量计(恒温差TMF)
  优点:
 
  (1)球阀安装,安装拆卸方便。并可以带压安装。
 
  (2)基于金氏定律,直接测量质量流量。测量值不受压力和温度影响。
 
  (3)响应迅速。
 
  (4)量程范围大,管道式安装最小可以测量8.8mm管道的流量,最大可以测到30’’
 
  (5)插入式类型的流量计,一支流量计可以用于测量多种管径。
 
 
  缺点:
 
  (1)精度不及其他类型流量计,一般为3%。
 
  (2)适用范围窄,只能用于测量干燥的非爆炸性的气体,如压缩空气、氮气、氩气及其他中性气体。
 
12科里奥利质量流量计(CMF)
 
 
  科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。
 
 
  我国CMF的应用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发供应市场;还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。
 
 
  国外CMF已发展30余系列,各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测测量管结构上设计创新;提高仪表零点稳定性和精确度等性能;增加测量管挠度,提高灵敏度;改善测量管应力分布,降低疲劳损坏,加强抗振动干扰能力等。
 
13明渠流量计
 
 
  与前述几种不同,它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。
 
  非满管态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。
 
  明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种形状。
 
  明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台,约占流量仪表整体的1.6%,但是国内应用尚无估计数据。
 
14静电流量计(electrostatic flowmeter)
  日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量测量的静电流量计。
 
  静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接,测量电容器上静电荷便可知道测量管内的电荷。他们分别作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪表的实流试验,试验表明流量与电荷之间接近于线性。
 
15复合效应流量仪表(combined effects meter)
 
 
  该仪表的工作原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形,测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发,已申请两项专利。
 
16转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor)
 
 
  它是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发,是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用(例如在核电站安装2000余台测量热水流量,连续使用8年),且还在改进以扩大应用领域。
 
打赏
 
更多>同类行业资讯

推荐图文
推荐行业资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  网站地图
流量仪器网版权所有