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超聲波&電磁流量計
分類: 水利產品  發布時間: 2016-07-12 21:58 
流量計又分為有差壓式流量計、轉子流量計、節流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。按介質分類:液體流量計和氣體流量計。 1、力學原理:屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉子式;利用動量定理的沖量式、可動管式;利用牛頓第二定律的直接質量式;利用流體動量原理的靶式;利用角動量定理的渦輪式;利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式;利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。 2、電學原理:用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。 3、聲學原理:利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式.聲學式(沖擊波式)等。 4、熱學原理:利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。 5、光學原理:激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。 6、原子物理原理:核磁共振式、核輻射式等是屬于此類原理的儀表. 7、其它原理:有標記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關原理等。

超聲波&電磁流量計
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流量計種類介紹及優缺點
電磁流量計
1、優點
(1)電磁流量計可用來測量工業導電液體或漿液。
(2)無壓力損失。
(3)測量范圍大,電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m。
(4)電磁流量計測量被測流體工作狀態下的體積流量,測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。
2、缺點
(1)電磁流量計的應用有一定局限性,它只能測量導電介質的液體流量,不能測量非導電介質的流量,例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。
(2)電磁流量計是通過測量導電液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求,對于液態介質,應測量質量流量,測量介質流量應涉及到流體的密度,不同流體介質具有不同的密度,而且隨溫度變化。如果電磁流量計轉換器不考慮流體密度,僅給出常溫狀態下的體積流量是不合適的。
(3)電磁流量計的安裝與調試比其它流量計復雜,且要求更嚴格。變送器和轉換器必須配套使用,兩者之間不能用兩種不同型號的儀表配用。在安裝變送器時,從安裝地點的選擇到具體的安裝調試,必須嚴格按照產品說明書要求進行。安裝地點不能有振動,不能有強磁場。在安裝時必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測流體等電位。在使用時,必須排盡測量管中存留的氣體,否則會造成較大的測量誤差。
(4)電磁流量計用來測量帶有污垢的粘性液體時,粘性物或沉淀物附著在測量管內壁或電極上,使變送器輸出電勢變化,帶來測量誤差,電極上污垢物達到一定厚度,可能導致儀表無法測量。
(5)供水管道結垢或磨損改變內徑尺寸,將影響原定的流量值,造成測量誤差。如100mm口徑儀表內徑變化1mm會帶來約2%附加誤差。
(6)變送器的測量信號為很小的毫伏級電勢信號,除流量信號外,還夾雜一些與流量無關的信號,如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準確測量流量,必須消除各種干擾信號,有效放大流量信號。應該提高流量轉換器的性能,最好采用微處理機型的轉換器,用它來控制勵磁電壓,按被測流體性質選擇勵磁方式和頻率,可以排除同相干擾和正交干擾。但改進的儀表結構復雜,成本較高。
(7)價格較高
超聲波流量計
1、優點
(1) 超聲波流量計是一種非接觸式測量儀表,可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會改變流體的流動狀態,不會產生壓力損失,且便于安裝。
(2) 可以測量強腐蝕性介質和非導電介質的流量。
(3) 超聲波流量計的測量范圍大,管徑范圍從20mm~5m.
(4) 超聲波流量計可以測量各種液體和污水流量。
(5) 超聲波流量計測量的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。
2、缺點
(1) 超聲波流量計的溫度測量范圍不高,一般只能測量溫度低于200℃的流體。
(2) 抗干擾能力差。易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。
(3) 直管段要求嚴格,為前20D,后5D。否則離散性差,測量精度低。
(4) 安裝的不確定性,會給流量測量帶來較大誤差。
(5) 測量管道因結垢,會嚴重影響測量準確度,帶來顯著的測量誤差,甚至在嚴重時儀表無流量顯示。
(6) 可靠性、精度等級不高(一般為1.5~2.5級左右),重復性差。
(7) 使用壽命短(一般精度只能保證一年)。
(8) 超聲波流量計是通過測量流體速度來確定體積流量,對液體應該測量它的質量流量,儀表測量質量流量是通過體積流量乘以人為設定的密度后得到的,當流體溫度變化時,流體密度是變化的,人為設定密度值,不能保證質量流量的準確度。只能在測量流體速度的同時,又測量了流體密度,才能通過運算,得到真實質量流量值。
(9) 價格較高。
渦街流量計
1、優點
(1) 渦街流量計無可動部件,測量元件結構簡單,性能可靠,使用壽命長。
(2) 渦街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到1:10。
(3) 渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。
(4) 它造成的壓力損失小。
(5) 準確度較高,重復性為0.5%,且維護量小。
2、缺點
(1) 渦街流量計工作狀態下的體積流量不受被測流體溫度、壓力、密度等熱工參數的影響,但液體或蒸汽的最終測量結果應是質量流量,對于氣體,最終測量結果應是標準體積流量。質量流量或標準體積流量都必須通過流體密度進行換算,必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化。
(2) 造成流量測量誤差的因素主要有:管道流速不均造成的測量誤差;不能準確確定流體工況變化時的介質密度;將濕飽和蒸汽假設成干飽和蒸汽進行測量。這些誤差如果不加以限制或消除,渦街流量計的總測量誤差會很大。
(3) 抗振性能差。外來振動會使渦街流量計產生測量誤差,甚至不能正常工作。通道流體高流速沖擊會使渦街發生體的懸臂產生附加振動,使測量精度降低。大管徑影響更為明顯。
(4) 對測量臟污介質適應性差。渦街流量計的發生體極易被介質臟污或被污物纏繞,改變幾何體尺寸,對測量精度造成極大影響。
(5) 直管段要求高。專家指出,渦街流量計直管段一定要保證前40D后20D,才能滿足測量要求。
(6) 耐溫性能差。渦街流量計一般只能測量300℃以下介質的流體流量。
孔板流量計
1、優點
(1)標準節流件是全世界通用的,并得到了國際標準組織的認可,無需實流校準,即可投用,在流量計中亦是唯一的。
(2)結構易于復制,簡單、牢固、性能穩定可靠、價格低廉;
(3)應用范圍廣,包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流,一般生產過程的管徑、工作狀態(溫度、壓力)皆有產品。
(4)檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產,便與專業化規模生產;
2、缺點
(1)測量的重復性、精確度在流量計中屬于中等水平,由于眾多因素的影響錯綜復雜,精確度難于提高。
(2)范圍度窄,由于流量系數與雷諾數有關,一般范圍度僅3∶1 ~ 4∶1。
(3)有較長的直管段長度要求,一般難于滿足。尤其對較大管徑,問題更加突出;
(4)壓力損失大;
通常為維持一臺孔板流量計正常運行,水泵需要附加動力克服孔板的壓力損失。該附加耗電量可直接由壓力損失和流量計算確定。一年約需多耗電數萬度,折合人民幣數萬元。下表中列出了孔板在正常壓力損失情況下的能耗計算結果。其中運行天數按三百五十天計算,電價按0.35元/度計算。由表中計算電耗數據可見,孔板的附加運行費用是極高的,而采用彎管流量計該運行費用為零!
(5)孔板以內孔銳角線來保證精度,因此對腐蝕、磨損、結垢、臟污敏感,長期使用精度難以保證,需每年拆下強檢一次。
(6)采用法蘭連接,易產生跑、冒、滴、漏問題,大大增加了維護工作量。
熱式質量流量計(恒溫差)
- 優點
1. 球閥安裝,安裝拆卸方便。并可以帶壓安裝。
2. 基于金氏定律,直接測量質量流量。測量值不受壓力和溫度影響。
3. 響應迅速。
4.量程范圍大,管道式安裝最小可以測量8.8mm管道的流量,最大可以測到30’’
5. 插入式類型的流量計,一支流量計可以用于測量多種管徑。
- 缺點
1.精度不及其他類型流量計,一般為3%。
2.適用范圍窄,只能用于測量干燥的非爆炸性的氣體,如壓縮空氣、氮氣、氬氣及其他中性氣體。
 
選購方法
一般選型
可以從五個方面進行考慮,這五個方面為流量計儀表性能方面、流體特性方面、安裝條件方面、環境條件方面和經濟因素方面。五個方面的詳細因素如下:
  • 儀表性能方面:準確度、重復性、線性度、范圍度、流量范圍、信號輸出特性、響應時間、壓力損失等;
  • 流體特性方面: 溫度、壓力、密度、粘度、化學腐蝕、磨蝕性、結垢、混相、相變、電導率、聲速、導熱系數、比熱容,等熵指數;
  • 安裝條件方面: 管道布置方向,流動方向,檢測件上下游側直管段長度、管道口徑,維修空間、電源、接地、輔助設備(過濾器、消氣器)、安裝、等;
  • 環境條件方面:環境溫度、濕度、電磁干擾、安全性、防爆、管道振動等;
  • 經濟因素方面: 儀表購置費、安裝費、運行費、校驗費、維修費、儀表使用壽命、備品備件等。
(二)流量計儀表選型的步驟如下:
1、依據流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型(要有幾種類型以便進行選擇);
2、對初選類型進行資料及價格信息的收集,為深入的分析比較準備條件;
3、采用淘汰法逐步集中到1~2種類型,對五個方面因素要反復比較分析最終確定預選目標。
注意事項
  1. 流體特性主要指燃氣的壓力、溫度、密度、黏度、壓縮性等,由于煤氣的體積隨著溫度、壓力而變化,應考慮是否要補償修正。
  2. 儀表性能是指儀表的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、起始流量、輸出信號及響應時間等,選流量計時應對上述指標進行仔細分析比較,選擇能滿足計量介質流量要求的儀表。
  3. 安裝條件是指燃氣流向、管道走向、上下游直管道長度、管徑、空間位置及管件等,這些都會影響燃氣煤氣流量計的準確運行、維護保養和使用壽命。
  4. 經濟因素是指購置費、安裝費、維護費、校驗費及備品備件等,其又受燃氣煤氣流量計的性能、可靠性、壽命等影響。
  5. 精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級,做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合,
在精度等級選擇,如1.0級、0.5級,或者更高等級,用于過程控制的場合,根據控制要求選擇不同精度等級。有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做精確控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,如1.5級、2.5級,甚至 4.0級,這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計測量介質流速、儀表量程與口徑測量一般的介質時,電磁流量計的滿度流量可以在測量介質流速0.5—12m/s范圍內選用范圍比較寬。選擇儀表規格(口徑)不一 定與工藝管道相同,應視測量流量范圍是否在流速范圍內確定,即當管道流速偏低不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時,需要縮小儀表口徑,從而提高管內流速,得到滿意測量結果。
 

流量計故障分析

(1)流量控制儀表系統指示值達到最小時,首先檢查現場檢測儀表,如果正常,則故障在顯示儀表。當現場檢測儀表指示也最小,則檢查調節閥開度,若調節閥開度為零,則常為調節閥到調節器之間故障。當現場檢測儀表指示最小,調節閥開度正常,故障原因很可能是系統壓力不夠、系統管路堵塞、泵不上量、介質結晶、操作不當等原因造成。若是儀表方面的故障,原因有:孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵;差壓變送器正壓室漏;機械式流量計是齒輪卡死或過濾網堵等。
(2)流量控制儀表系統指示值達到最大時,則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調節閥開大或關小,如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來,則是儀表系統的原因造成,檢查流量控制儀表系統的調節閥是否動作;檢查儀表測量引壓系統是否正常;檢查儀表信號傳送系統是否正常。
(3)流量控制儀表系統指示值波動較頻繁,可將控制改到手動,如果波動減小,則是儀表方面的原因或是儀表控制參數PID不合適,如果波動仍頻繁,則是工藝操作方面原因造成。
 
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