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工业常用流量计的应用初探


文章日期:2017-06-18|阅读数:


本文对工业用途的流量仪表进行了分类介绍,详细阐述常见流量计的原理、结构、使用要求及特点,旨在探讨工业用流量计选型、使用范围等,为工艺流程中选择适宜的流量计、满足不同使用功能进行相关解析。

一、差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计是工业上使用***多的流量计之一,其测量精度是由其测量原理、结构、制造工艺水平、被测流体的性质和使用条件等决定的差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计锥流量计等。

二、涡街流量计

涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,重复性好,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。

涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量,配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量等优点。缺点是安装管道一般要求是直管道,要求前后直管段要满足涡街流量计的要求,所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致,并且远离振动源和电磁干扰较强的地方。

三、涡轮流量计

涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。被测流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化,再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲,经前置放大器放大后,送入显示仪表进行计数和显示,根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求瞬时流量和累积流量。

涡轮流量计具有精度高、重复性好、无零点漂移、高量程比等优点。涡轮流量计拥有高质量轴承、特别设计的导流片,因此极大降低了磨损,对峰值不敏感,甚者恶劣的条件下也可以给出可靠的测量变量。缺点:测量气、液混相或粘度较大的流体会产生很大的误差;测量的含有颗粒的流体需要提前过滤以免涡轮被卡。

四、浮子流量计

浮子流量计又称转子流量计,是变面积式流量的一种。浮子流量计是利用流体的动力作用,使浮子在垂直安装的锥形管中随着流量变化而自由升降,浮子的位移量与流量的大小成比例,因此,浮子的实际位置指示着一定的流量。

 浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围***宽广的一类流量计,使用于复杂、恶劣环境及各种介质条件的工艺流程或测量过程。特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。分为玻璃转子流量计和金属转子流量计。玻璃锥管浮子流量计的特点是结构简单、使用方便、价格便宜,但是它耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险。金属转子流量计的特点是性能稳定、使用寿命长,但安装条件受到限制,只能垂直安装。

五、数字靶式流量计

靶式流量计于 20 世纪 60 年代开始应用于工业流量测量,主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量,先后经历了气动表和电动表两大发展阶段。

数字靶式流量计结构组成及工作原理:其主要由测量管、受力元件(靶片)、感应元件(电容式力传感器,压力传感器,温度传感器)、传递部件、积算器及其显示和输出部分组成。当介质在测量管中流动时,因其自身的动能和因阻流件而产生的压差,产生一个对阻流件的作用力,其作用的大小与介质流速的平方成正比。优点有:整台仪表结构坚固无可动部件,插入式结构,拆卸方便;仪表内设自检程序,精度高、重复性好、耐高温等;缺点有:对流体的要求较高,例如:所测流体必须充满流量计的测量管等。

六、电磁流量计

电磁流量计有一体型和分体型两种组合形式,输出级皆采取电隔离,可方便地与后位仪表配套,实现对流量的记录、控制和调节等功能。同时,流量计配 RS-485 通讯接口,可与计算机互联。

电磁流量计的优点有:首先,可测含有固体颗粒、悬浮物或酸、碱、盐溶液等具有一定电导率的液体体积流量;也可进行双向测量。其次,测量导管内没有可动部件和阻流体,因而无压损,无机械惯性,反应十分灵敏。再次,测量范围度大。***后,电磁,流量计所测得的体积流量,实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率(只要在某阈值以上)变化明显的影响。缺点有:首先,电磁流量计不能测量电导率很低的液体。其次,不能测量气体、蒸气和含有较多较大气泡的液体。再次,不能用于较高温度的液体。

七、超声流量计

超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时显影差法、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。

超声流量计的特点是可做非接触式测量,为无流动阻挠测量,无压力损失,可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。但是它的播时间法只能用于清洁液体和气体,而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体,多普勒法测量精度不高。

超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通能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,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。

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: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:未处理的污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。

每种流量计都有其适用范围,也都有局限性。因此,在选择仪表时,要熟悉仪表和被测对象两方面的情况,并要兼顾考虑环境等其它因素。

 

 



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