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涡街流量计

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关于不同类型流量计应用过程中的优缺点分析

来源:作者:发表时间:2019-06-11

丈量流体流量的仪表统称为流量计或流量表.流量计是工业丈量中重要的仪表之一.随着工业生 产的开展,对流量丈量的精确度和范围的请求越来越高,流量丈量技术一日千里.为了顺应各种用处, 各品种型的流量计相继问世。目前已投入运用的流量计已超越 100 种。
每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按丈量原理分有力学原理、热学原理、声学原 理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
按流量计的构造原理停止分类。有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮番量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。
按丈量对象划分就有封锁管道和明渠两大类;按丈量目的又可分为总量丈量和流量丈量,其仪表分别 称作总量表和流量计。总量表丈量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的 商来表示,实践上流量计通常亦备有累积流量安装,做总量表运用,而总量表亦备有流量发讯安装。因而, 以严厉意义来分流量计和总量表已无实践意义。
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一、按丈量原理分类
1.力学原理:属于此类原理的仪表有应用伯努利定理的差压式、转子式;应用动量定理的冲量式、 可动管式;应用牛顿第二定律的直接质量式;应用流体动量原理的靶式;应用角动量定理的涡轮式;利 用流体振荡原理的旋涡式、涡街式;应用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。
2.电学原理:用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。
3.声学原理:应用声学原理停止流量丈量的有超声波式.声学式(冲击波式)等。
4.热学原理:应用热学原理丈量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。
5.光学原理:激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。
6.原于物理原理:核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表.
7.其它原理:有标志原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。
二、按流量计构造原理分类
按当前流量计产品的实践状况,依据流量计的构造原理,大致上可归结为以下几品种型:
1差压式流量计
差压式流量计是依据装置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。
差压式流量计由一次安装(检测件)和二次安装(差压转换和流量显现仪表)组成。通常以检测件方式 对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。
二次安装为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显现仪表。它已开展为三化(系列化、通用化及规范化)水平很高的、品种规格庞杂的一大类仪表,它既可丈量流量参数,也可丈量其它参数(如压力、物位、密度等)。
差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流安装、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。
检测件又可按其规范化水平分为二大类:规范的和非规范的。
所谓规范检测件是只需依照规范文件设计、制造、装置和运用,无须经实流标定即可肯定其流量值和 预算丈量误差。
非规范检测件是成熟水平较差的,尚未列入国际规范中的检测件。
差压式流量计是一类应用最普遍的流量计,在各类流量仪表中其运用量占居首位。近年来,由于各种 新型流量计的问世,它的运用量百分数逐步降落,但目前仍是最重要的一类流量计。
优点:
(1)应用最多的孔板式流量计构造结实,性能稳定牢靠,运用寿命长;
(2)应用范围普遍,至今尚无任何一类流量计可与之相比较;
(3)检测件与变送器、显现仪表分别由不同厂家消费,便于范围经济消费。
缺陷:
(1)丈量精度普遍偏低;
(2)范围度窄,普通仅 3:1~4:1;
(3)现场装置条件请求高;
(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。
应用概略:
差压式流量计应用范围特别普遍,在封锁管道的流量丈量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混 相、干净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几 mm 到几 m;活动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的 1/4~1/3。
2孔板流量计
优点:
规范节流件是全世界通用的,并得到了国际规范组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量 计中亦是独一的。构造易于复制,简单、结实、性能稳定牢靠、价钱低廉;
应用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、局部混相流,普通消费过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。
检测件和差压显现仪表可分开不同厂家消费,便与专业化范围消费;
缺陷:
丈量的反复性、准确度在流量计中属于中等程度,由于众多要素的影响扑朔迷离,准确度难于提 高。范围度窄,由于流量系数与雷诺数有关,普通范围度仅 3∶1 ~ 4∶1。有较长的直管段长度请求,普通难于满足。特别对较大管径,问题愈加突出;压力损失大; 通常为维持一台孔板流量计正常运转,水泵需求附加动力克制孔板的压力损失。该附加耗电量可直接由
压力损失和流量计算肯定。一年约需多耗电数万度,折合钱数万元。下表中列出了孔板在正常压力
损失状况下的能耗计算结果。其中运转天数按三百五十天计算,电价按 0.35 元/度计算。由表中计算电耗数据可见,孔板的附加运转费用是较高的,而采用弯管流量计该运转费用为零!
孔板以内孔锐角线来保证精度,因而对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,长期运用精度难以保证, 需每年拆下强检一次。采用法兰衔接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护工作量。
3浮子流量计
 
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩展的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力接受的,从而使浮子能够在锥管内自在地上升和降落。
浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有无足轻重的作用。
80 年代中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的 15%~20%。我国产量 1990 年估量在 12~14 万台,其中 95%以上为玻璃锥管浮子流量计。
特性:
(1)玻璃锥管浮子流量计构造简单,运用便当,缺陷是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险; (2)适用于小管径和低流速;(3)压力损失较低。
4容积式流量计
容积式流量计,又称定排量流量计,简称 PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它应用机械测 量元件把流体时断时续地分割成单个已知的体积局部,依据丈量室逐次反复地充溢和排放该体积局部流体 的次数来丈量流体体积总量。
容积式流量计按其丈量元件分类,可分为椭圆齿轮番量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复生塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。
优点:
(1)计量精度高;
(2)装置管道条件对计量精度没有影响;
(3)可用于高粘度液体的丈量;
(4)范围度宽;
(5)直读式仪表无需外部能源可直接取得累计,总量,明晰明了,操作烦琐。
缺陷:
(1)结果复杂,体积庞大;
(2)被测介质品种、口径、介质工作状态局限性较大;
(3)不适用于高、低温场所;
(4)大局部仪表只适用于干净单相流体;
(5)产生噪声及振动。
应用概略:
容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类运用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油 品、自然气等)的总量丈量。
工业兴旺国度近年 PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的 13%~23%;我国 约占 20%,1990 年产量(不包括家用煤气表)估量为 34 万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占 70%和 20%。
5澳门新葡5130最新网站品种
澳门新葡5130最新网站按计量原理分类:
1、流量计有节流式流量计、毕托管流量计、均速管流量计、转子流量计、靶式流量计,这些流量计是应用伯努利方程原理,经过丈量流体差压信号反映流量;
2、流量计有涡轮番量计、涡街流量计、电磁流量计、多普勒超声波流量计、热线测速流量计,这些是经过丈量流体流速来反映流量;
3、流量计有齿轮式流量计、刮板式流量计、旋转活塞式流量计,这些是经过丈量一个个规范体积的小容积来反映流量;
4、流量计有热式质量流量计、差压式质量流量计、叶轮式质量流量计、哥力式质量流量计、间接式质量流量计,这些是经过丈量流体质量来反映流量;
5、流量计有堰槽式流量计,它是经过丈量液位来反映流量。
澳门新葡5130最新网站特性:
1、澳门新葡5130最新网站构造简单、结实牢靠、运用寿命长。
2、丈量管内无活动部件和阻力部件,无压损,不会产生阻塞 丈量牢靠,抗干扰才能强 体积小、重量轻、装置便当、维护量小、丈量范围宽,丈量不受流体温度、密度、压力、粘度、电导率等变化的影响,可在老管道上开孔改造装置,施工装置简单,工程量小。
6涡轮番量计
涡轮番量计,是速度式流量计中的主要品种,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体均匀流速,从而且推 导出流量或总量的仪表。
普通它由传感器和显现仪两局部组成,也可做成整体式。
涡轮番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反复性、精度非常好的的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已开展为多种类、多系列批量消费的范围。
优点:
 (1)高精度,在一切流量计中,属于最准确的流量计;
 (2)反复性好;
 (3)元零点漂移,抗干扰才能好;
 (4)范围度宽;
 (5)构造紧凑。
缺陷:
 (1)不能长期坚持校准特性;
 (2)流体物性对流量特性有较大影响。
应用概略:
 涡轮流量计在以下一些丈量对象取得普遍应用:石油、有机液体、无机液、液化气、自然气和低温流
 体统在欧洲和美国,涡轮番量计在用量上是仅次于孔板流量计的自然计量仪表,仅荷兰在自然气管线上就采用了 2600 多台各种尺寸,压力从 0.8~6.5MPa 的气体涡轮番量计,它们已成为优秀的自然气计量仪表。
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作体,流体在发作体两侧交替地别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。因而,丈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 年代开发和开展起来的.由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点,很有发 展出路。
优点
 (1)涡街流量计无可动部件,丈量元件构造简单,性能牢靠,运用寿命长。
 (2) 涡街流量计丈量范围宽。量程比普通能到达 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。普通不需 单独标定。它能够丈量液体、气体或蒸汽的流量。
 (4) 它形成的压力损失小。
 (5) 精确度较高,反复性为 0.5%,且维护量小。
缺陷
 (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丈量结果应是质量流量,关于气体,最终丈量结果应是规范体积流量。质量流量或规范体 积流量都必需经过流体密度停止换算,必需思索流体工况变化惹起的流体密度变化。
 (2)形成流量丈量误差的要素主要有:管道流速不均形成的丈量误差;不能精确肯定流体工况变化时的介质密度;将湿饱和蒸汽假定成干饱和蒸汽停止丈量。这些误差假如不加以限制或消弭,涡街流量计 的总丈量误差会很大。
  (3)抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生丈量误差,以至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发作体的悬臂产生附加振动,使丈量精度降低。大管径影响更为明显。
 (4)对丈量脏污介质顺应性差。涡街流量计的发作体极易被介质脏污或被污物缠绕,改动几何体尺寸, 对丈量精度形成极大影响。
 (5)直管段请求高。专家指出,涡街流量计直管段一定要保证前 40D 后 20D,才干满足丈量请求。
 (6)耐温性能差。涡街流量计普通只能丈量 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 范围估量销售量为 3.54.8万台,同期国内产品估量在 8000~9000 台。
8电磁流量计 (EMF)
电磁流量计是依据法拉弟电磁感应定律制成的一种丈量导电性液体的仪表。
电磁流量计有一系列优秀特性,能够处理其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的丈量。
70、80 年代电磁流量在技术上有严重打破,使它成为应用普遍的一类流量计,在流量仪表中其运用量百分数不时上升。
优点:
(1)丈量通道是段润滑直管,不会阻塞,适用于丈量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;
(2)不产生流量检测所形成的压力损失,节能效果好;
(3)所测得体积流量实践上不受流体密度、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。
缺陷:
(1)电磁流量计的应用有一定局限性,它只能丈量导电介质的液体流量,不能丈量非导电介质的流量,例如气体和水处置较好的供热用水。另外在高温条件下其衬里需思索。
(2)电磁流量计是经过丈量导电液体的速度肯定工作状态下的体积流量。依照计量请求,关于液态介质,应丈量质量流量,丈量介质流量应触及到流体的密度,不同流体介质具有不同的密度,而且随温度变化。假如电磁流量计转换器不思索流体密度,仅给出常温状态下的体积流量是不适宜的。
(3)电磁流量计的装置与调试比其它流量计复杂,且请求更严厉。变送器和转换器必需配套运用,两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在装置变送器时,从装置地点的选择到详细的装置调试,必需严厉依照产品阐明书请求停止。装置地点不能有振动,不能有强磁场。在装置时必需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。在运用时,必需排尽丈量管中存留的气体,否则会形成较大的丈量误差。
(4)电磁流量计用来丈量带有污垢的粘性液体时,粘性物或沉淀物附着在丈量管内壁或电极上,使变送器输出电势变化,带来丈量误差,电极上污垢物到达一定厚度,可能招致仪表无法丈量。
(5)供水管道结垢或磨损改动内径尺寸,将影响原定的流量值,形成丈量误差。如100mm口径仪表内径变化1mm会带来约2%附加误差。
(6)变送器的丈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,好像相电压、正交电压及共模电压等。为了精确丈量流量,必需消弭各种干扰信号,有效放大流量信号。应该进步流量转换器的性能,最好采用微处置机型的转换器,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,能够扫除同相干扰和正交干扰。但改良的仪表构造复杂,本钱较高。
(7)价钱较高
应用概略:
电磁流量计应用范畴普遍,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高请求或难测场所,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业丈量纸浆液和黑液,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、生物化学等有卫生请求的场所。?EMF从50年代初进入工业应用以来,运用范畴日益扩展,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。?我国近年开展疾速,1994年销售估量为6500~7500台。国内已消费最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备才能。
9超声流量计
超声波流量计是基于超声波在活动介质中传播的速度等于被测介质的均匀流速和声波自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。超声波流量计固然在70年代才呈现,但由于它能够制成非接触型式,并可与超声波水位计联动停止启齿流量丈量,对流体又不产生扰动和阻力,所以很受欢。
超声波流量计按丈量原理分可分为时差式和多普勒式
应用时差式原理制造的时差式超声流量计近年来得到普遍的关注和运用,是目前企事业运用最多的一种超声波流量计。
应用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于丈量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质,运用有一定的局限性,但却处理了时差式超声波流量计只能丈量单一明澈流体的问题,也被以为是非接触丈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丈量仪表,可用来丈量不易接触、不易察看的流体流量和大管径流量。它不会改动流体的活动状态,不会产生压力损失,且便于装置。
(2)能够丈量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。
(3)超声波流量计的丈量范围大,管径范围从20mm~5m.
(4)超声波流量计能够丈量各种液体和污水流量。
(5)超声波流量计丈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。能够做成固定式和便携式两种方式。
缺陷:
(1)超声波流量计的温度丈量范围不高,普通只能丈量温度低于200℃的流体。
(2)抗干扰才能差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响丈量精度。
(3)直管段请求严厉,为前20D,后5D。否则离散性差,丈量精度低。
(4)装置的不肯定性,会给流量丈量带来较大误差。
(5)丈量管道因结垢,会严重影响丈量精确度,带来显著的丈量误差,以至在严重时仪表无流量显现
(6)牢靠性、精度等级不高(普通为1.5~2.5级左右),反复性差。
(7)运用寿命短(普通精度只能保证一年)。
(8)超声波流量计是经过丈量流体速度来肯定体积流量,对液体应该丈量它的质量流量,仪表丈量质量流量是经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精确度。只能在丈量流体速度的同时,又丈量了流体密度,才干经过运算,得到真本质量流量值。
应用概略:
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、液化自然气等;气体应用方面在高压自然气范畴已有运用良好的经历;
多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处置污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于十分清洁的液体。
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。在介质参数不时变化的状况下,常常难以到达这一请求,而形成仪表显现值失真。因而,质量流量计就得到普遍的应用和注重。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计应用与质量流量直接有关的原理停止丈量,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。
在现代工业消费中,活动工质的温度、压力等运转参数不时进步,在高温高压的状况下,由于材质和构造等方面的缘由,直接式质量流量计的应用遇到艰难,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,常常也不好实践应用。因而,在工业消费中普遍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,而是应用温度、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适用化,但当被测介质参数变化范围很大或很疾速时,正确地补偿将很艰难或不可能,因而进一步研讨在实践消费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)球阀装置,装置拆卸便当。并能够带压装置。
 (2)基于金氏定律,直接丈量质量流量。丈量值不受压力和温度影响。
 (3)响应疾速。
 (4)量程范围大,管道式装置最小能够丈量8.8mm管道的流量,最大能够测到30’’
 (5)插入式类型的流量计,一主流量计能够用于丈量多种管径。
缺陷:
 (1)精度不及其他类型流量计,普通为3%。
 (2)适用范围窄,只能用于丈量枯燥的非爆炸性的气体,如紧缩空气、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)是应用流体在振动管中活动时,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)自行开发供给市场;还有几家制造厂组建合资企业或援用国外技术消费系列仪表。
国外CMF已开展30余系列,各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测丈量管构造上设计创新;进步仪表零点稳定性和准确度等性能;增加丈量管挠度,进步灵活度;改善丈量管应力散布,降低疲倦损坏,增强抗振动干扰才能等。
13明渠流量计
与前述几种不同,它是在非满管状敞开渠道丈量自在外表自然流的流量仪表。
非满管态活动的水路称作明渠,丈量明渠中水流流量的称作明渠流量计
明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种外形。
明渠流量计应用场一切城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水管理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估量1995台,约占流量仪表整体的1.6%,但是国内应用尚无估量数据。
14静电流量计
 
日本东京技术学院研制适用于石油保送管线低导电液体流量丈量的静电流量计。
静电流量计的金属丈量管绝缘地与管系衔接,丈量电容器上静电荷便可晓得丈量管内的电荷。他们分别作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料丈量管仪表的实流实验,实验标明流量与电荷之间接近于线性。
15复合效应流量仪表
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,丈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
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胜利的应用(例如在核电站装置2000余台丈量热水流量,连续运用8年),且还在改良以扩展应用范畴。