电磁流量计与超声波流量计的基本性能比较及选
发布日期:2019-04-26 10:50
1.电磁流量计和超声波流量计的基本技术性能比较
电磁流量计和超声波流量计基本技术性能比较见表1。

表1中两种流量计的基本技术性能有些比较直观易解需要说明的是确定流量计准确度的参考流动条件和这两种流量计的特性。因为无论采用那种确定流量计准确度的方法,都必须溯源到原始标准的准确度,而原始标准的准确度又是建立在有关标准规定的参考流动条件下确定的美国流量专家米勒编著的《流量测量工程手册》一书中全面归纳出“参比”(编注:参考文献[S]流动条件的含义是:
(1)具有充分发展的层流或紊流的速度分布,无旋涡并且是与轴对称的(围绕管道的中心轴线是对称的)。
(2)为牛顿流体。
(3)为充满圆管的均匀单向流体。
(4)为定常流。
(5)对于因温度、压力变化所引起的尺寸变化或其它已知系统误差,已进行了流量计算的校正。
如果现场流动条件偏离了参比流动条件,就会给测量带来附加误差,偏离参比流动条件的因素叫影响量。速度分布的失常,非均相流,脉动流和气穴是影响各种流量计测量特性的四个主要影响量。一种影响量所造成的误差程度与该流量计对这种影响量的敏感度,以及是否能进行流量计算的修正有关。
在各种影响量中,速度分布是ZUI重要的,也是很少被人理解的一种影响量。旋流、非牛顿流体和轴向不对称的速度分布对流量计特性的影响,不仅是难以分析的,而且在实验室中也很难再现。要弄清速度分布对流量计特性的影响,先要了解与速度分布有关的术语涵义。
(1)速度分布:在管道横截面积上流体速度轴向矢量的分布模式
(2)充分发展的速度分布:一种一经形成则从流体流动的个横截面积到另一个横截面积不会发生变化的速度分布,它通常是在足够长的管道直管段末端形成,所以在确定流量计精度时,都必须是在同一标准状态下进行才具有可比性。下面分别将电磁流量计和超声波流量计的基本特性进行对比说明。
 
2.电磁流量计的基本特性
电磁流量计近20年来获得迅速发展,占有量跃居前三名随着技术的发展应用,电磁流量计的优点得以充分发挥,缺点和局限性得以弥补和改进。其优点是:
(1)传感器结构简单,无活动部件和阻碍流体流动的扰动件,不会发生管道堵塞。可以测量污水、泥浆、悬浮物,也可测量食品药浆类需要卫生条件的流体。无压力损失,即使是大口径耗电量也仅有20瓦左右,属于节能环保性仪表。
(2)转换器通用性强、工作可靠、具有互换性、功能具有多样性、可选择性、显示和输出方式多种多样。可以适用不同用户的需要特别是智能型电磁流量计,具有可编程的输出功能,各种数字通信方式,小信号可予切除,具有自检和自诊断功能,可方便地进行参数设定、编程等。性能稳定、可靠、检修简便。
(3)传感器村里和电极材料有多种选择,可适应不同的介质,耐磨损、耐腐蚀。测量信号不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。采用沉浸结构可在水下工作。采用防爆性,可以在相应的有爆炸危险的场所工作。
(4测量范围度宽从原理上讲它的流量方程式是线性的每个量程中可以达到线性范围50:1。对于同一台表,可以达到的测量范围度2500:1,这是其它流量计无法比拟的。它的缺点是不能测量气体、蒸汽和含有大量气泡的液体,不能测量石油及其制品等不导电液体,受衬里材料和电气绝缘材料的温度限制,目前不能测量高温流体(有的厂家限定200℃以下,有的是150℃以下)。
 
3.超声波流量计的基本特性
超声波束(超声脉冲)在流体中的传输速度要受到流向及流速的影响,或者流体中颗粒的移动会对超声波束的频率或相位造成影响,这些现象都可以用来测量流体的流速(流量),从而造成超声波流量计。世界上***台超声波流量计于1928年诞生于德国,此后获得迅速发展。到现在国内许多家公司制造或代理这种产品,从初期的只有液体用超声波流量计发展到现在也有了气体超声波流量计。随着电子技术的飞速发展,该产品的性能和应用范围也有了很大提高,其主要优点是:
(1)不干扰流场、无压力损失、无可动易损部件,这点和电磁流量计相同。
(2)既可以测量导电流体、也可以测量非导电流体,可以一表多用(夹装式)使用在多条管道上,可以作为现场检定的次级标准仪表。
(3)超声波流量计的传感器(换能器)可以插入管道内壁,做成“直射式”,能获得较高的测量准确度(液体、四声道、精度±0.5%),也可以把换能器夹装在测量管外壁,实现非接触测量,解决高压流体、有du流体、腐蚀流体的流量测量问题。但是它也有一些缺点例如:转换器的输出信号易受电磁波干扰、零点不稳定、操作比较麻烦,安装一台新表往往需要专业人员在现场进行调试,对换能器的安装要求较高,使用中要注意清理其上的粘附物。考虑到该产品的价格和安装调试的技术要求,该产品在使用在大中口径较重要的流量检测点,被测的流程管道要形状规则,壁厚均匀,无锈斑、无沉淀、积液等(尽可能选“带管段”的形式)。
 
4.电磁流量计和超声波流量计之间的选择建议
在电磁流量计和超声波流量计之间选择时应主要从以下几个方面考虑:
(1)根据被测流体性质如果流体不导电则只能选择超声波流量计
(2)流量计周围的测量环境,因为超声波流量计易受电磁波干扰,如果在流量计的周围有发射电磁波的物体,那么就不适宜安装超声波流量计。
(3)根据测量性质来分,如果在测量时对瞬时流量要求严格,更适合安装电磁流量计。
(4)超声波流量计更推荐使用在大中口径较重要的流量检测点,被测的流程管道要形状规则,壁厚均匀,无锈斑、无沉淀、积液等(尽可能选“带管段”的形式),否则雷诺数无法修正的那么准确。
(5)超声波流量计可以实现非接触测量。
通常要正确选用流量计,应从以下五个方面考虑:性能要求:准确度、重复性、范围度、响应时间。流体特性:温度、压力、密度、粘度、腐蚀和结垢、压缩系数。安装要求:垂直、水平、直管段、管道振动、阀门位置。环境方面:温度、湿度、安全性、电器干扰。经济方面:安装费、运行费、检修、维护。五个因素的相互关系:
 
5.结论
流量仪表是一种涉及多门学科的工业自动化仪表,产品质量与计算设计技巧、制造工艺能力、电子器件产品质量、出厂标定设备水平等密切相关,同时又与使用现场环境条件、流体参数、管道安装条件等密切相关。正确和有效地选择测量方法和仪表,必须熟悉仪表和使用流体特性这两个方面,同时还要考虑经济因素。归纳起来应从性能要求、流体特性、安装要求、环境条件和费用这五方面因素考虑,综合这些因素提出方案后正确使用,才能使流量仪表充分发挥它的作用。

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