涡街流量计、质量流量计和旋进旋涡流量计。下面分别阐述这些流量计的原理、特点及应用概况。
差压式流量计 DPF
差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究****充分、已标准化而得到****广泛的应用。
差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量计算机等,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。
优点:
(1)应用****多的孔板式流量计结构简单、牢固,性能稳定可靠,使用寿命长、价格低廉 。
(2)应用范围****广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比,全部单相流体,包括液、气、蒸汽皆可测量,气体涡街流量计,部分混相流。
(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于经济生产。
(4)标准型节流式DPF无需实流校准,即可投用,在流量计中也是唯0一的。
缺点:
(1)测量重复性、精度普遍偏低。
(2)范围度窄,青海涡街流量计,由于差压信号与流量为平方关系,一般范围度仅3:1~4:1。
(3)现场安装条件要求高,需要较长的直管段。
(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。
涡轮流量计 TUF
当流体流经涡轮流量传感器时,在流体推力作用下涡轮受力旋转,其转速与流体平均流速成正比,涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值,检测线圈中的磁通随之发生周期性变化,产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量(雷诺数)范围内,该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。
优点:
(1)*,在所有流量计中,属于****精0确的流量计,国产的一般为±1%R~±1.5%R ,特殊*型可达±0.5%R~±1.0%R
(2)重复性好,短期重复性可达0.05%~0.2%,如经常校准或在线校准可以得到****高的精0确度 。
(3)输出脉冲频率信号,适用于总量计量及与计算机连接,无零点*移,*干扰能力强。可获得很高的频率信号(3~4kHz),信号分辨力强。
(4)范围度宽,中大口径可达40:1~10:1,小口径为6:1~5:1。
(5)结构紧凑轻巧,安装维护方便,流通能力大。
(6)适用高压测量,仪表表体上不必开孔,易制成高压型仪表。
缺点:
(1)不能长期保持校准特性,需要定期检定。
(2)流体物性(密度、粘度)对流量特性有较大影响。要根据他们对精0确度影响程度采取补偿措施,才能保持高的计量精度。
(3)流量计受来流流速分布畸变和旋转流的影响较大,传感器上下游侧需设置较长直管段。
(4)不适于脉动流和混相流的测量。
(5)对被测介质的清洁度要求较高,虽然可安装过滤器以适应脏污介质,但也带来压损*、维护量增加等副0作用。
(6)小口径(DN50以下)仪表的流量特性受物性影响严重,故小口径TUF的仪表性能难以****。
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、燃气和低温流体。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燃气计量仪表。
涡街流量计 VSF
在流体中安放非流线型旋涡发生体,流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则的交替排列的旋涡涡街。在一定的流量(雷诺数)范围内,旋涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。
优点:
(1)结构简单牢固,维护方便、维护量少。
(2)适用流体种类多,如液体、气体、蒸汽和部分混相流体。
(3) 精度较高,一般为±1%R~±2%R
(4)范围度宽,可达20:1~10:1
(5) 压损小,约为孔板的1/4~1/2。
(6)输出脉冲频率信号,适用于总量计量及与计算机连接,无零点*移
(7)在一定雷诺数范围内,输出频率信号不受流体物性(密度、粘度)和组分的影响,即仪表系数仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸有关,只需在一种典型介质中校验而适用于各种介质。VSF在各种流量计是一种较有可能成为仅需干式校验的流量计。
缺点:
(1)不适用于低雷诺数测量(ReD≥2×104),在高粘度、低流速、小口径情况下应用受到限制。
(2)旋涡分离的稳定性受流速分布畸变及旋转流的影响,需较长直管段。
(3)VSF对管道机械振动较敏感,不宜用于强振动场所。
(4)仪表系数较低(与涡轮流量计相比),分辨率低,口径愈大愈低,一般用于DN300以下。
(5)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。
旋进旋涡流量计
当流体通过螺旋形导流叶片组成的起旋器后,涡街流量计品牌,流体被强迫围绕中心线强烈地旋转形成旋涡流,通过扩大管时旋涡中心沿一锥形螺旋形进动。在一定的流量(雷诺数)范围内,旋涡流的进动频率与流经旋进涡流量传感器处流体的体积流量成正比。
旋进流量计的特点与涡街基本相同,只是有三点区别:一是流量计压损大得多,其压损约为涡街的3~4倍;二是*干扰的能力强,必要的直管段长度短,一般上游取5D,下游取1D;三是始动流量较大。
时差式超声波流量计 USF
当超声波穿过流动的流体时,在同一传播距离内,其沿顺流方向和沿逆流方向的传播速度则不同。在较宽的流量(雷诺数)范围内,该时差与被测流体在管道中的体积流量(平均流速)成正比。
优点:
(1)测量精0确度高、范围度特宽(40:1~200:1),适用于高压、大口径、*燃气流量计。
(2)可适应****低流速(0.5m/s),安装直管段短,使用期长。
(3)为无流动阻挠测量,无压力损失,无可动部件、安装使用费用低
(4)测量结果不受气体声速随成分、压力、温度变化的影响。
缺点:
(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而*法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;
(2)*法测量精度不高。
应用概况:
(1)超声流量计因仪表流通通道未设置任何阻碍件,涡街流量计厂家,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。
(2)气体应用方面在高压燃气领域已有使用良好的经验。
速度式气体流量计、超声波流量计一般由流量传感器和显示仪组成,对温度和压力变化的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量积算仪(温压补偿)或流量计算机(温压及压缩因子补偿);对准确度要求更高的场合(如贸*气),则另配置在线色谱仪连续分析混合气体的组分或物性值计算压缩因子、密度、发热量等。
电磁流量计的常见故障,有的是由于仪表本身元器件损坏引起的故障,有的是由于选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障,如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。
涡街流量计调试期故障
调试期待故障一般出现在仪表安装调试阶段,一经排除,在以后相同条件下一般不会再出现。常见的调试期故障一般由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。
安装方面 通常是电磁流量计传感器安装位置不正确引起的故障,常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系较高点;或安装在自上而下的垂直管上,可能出现排空;或传感器后无背压,流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
环境方面 通常主要是管道杂散电流干扰,空间强电磁波干扰,大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常取良好的单独接地保护就可获得满意结果,涡轮流量计但如遇到强大的杂散电流(如电解车间管道,有时在两电****上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V),尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护。
涡街流量计运行期故障
运行期故障是涡街流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障,常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。
传感器内壁附着层 由于电磁流量计常用来测量脏污流体,运行一段时间后,常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。蒸汽流量计若附着物为绝缘层,则电****回路将出现断路,仪表不能正常工作;若附着层电导率显著高于流体电导率,则电****回路将出现短路,仪表也不能正常工作。所以,应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
环境条件变化 在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源),流量计工作正常,此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。在这种情况下,一旦环境条件变化,运行期间出现新的干扰源(如在流量计附近管道上进行电焊,附近安装上大型变压器等),就会干扰我们仪表的正常工作,流量计的输出输出信号就会出现波动。一方面,涡街流量计技术的发展已经日渐成熟,而我国的流量计生产和研究技术水平并不比国0际****水平低。另一方面,虽然我国流量计厂商所处地域主要集中在江浙和华南地区,但数量较多,其产品质量差别较大。全国范围内,以上三个地区的经济比较发达,各类经济实体比较集中,居民消费水平比较高。流量计产品厂商所采用的市场促销手段以“建立企业网站”和“杂志广告”为主。另外,多数流量计产品生产厂商在各地区、城市不设分公司或办事处,销售渠道主要以厂商*为主。
整个仪器仪表行业的竞争状况和流量计产品市场的竞争现状相似,产品价格、质量及其售后服务等因素十分重要。