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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 超聲波流量計(jì)與電磁、渦輪流量計(jì)的性能比較 [打印本頁]

作者: np_jch 時間: 2007-4-22 21:54
標(biāo)題: 超聲波流量計(jì)與電磁、渦輪流量計(jì)的性能比較

超聲波流量計(jì)與電磁、渦輪流量計(jì)的性能比較

◆電磁流量計(jì)
一、電磁流量計(jì)的基本原理

EMF的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線運(yùn)動時在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如圖1所示，導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動，與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢，電動勢的方向按“弗來明右手規(guī)則”。
EMF由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器典型結(jié)構(gòu)示意如圖2，測量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管，一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢，送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。
二、電磁流量計(jì)性能特點(diǎn)
1. EMF的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。
2.EMF不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。
3.EMF所測得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響。
4.與其他大部分流量儀表相比，前置直管段要求較低。
5.EMF測量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴(kuò)大和縮小流量（例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù)）不必取下作離線實(shí)流標(biāo)定。
6.EMF的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m。可測正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多。儀表輸出本質(zhì)上是線性的。
7.易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體。
◆渦輪流量計(jì)
一、渦輪流量計(jì)的基本原理
圖1所示為TUF傳感器結(jié)構(gòu)圖，由圖可見，當(dāng)被測流體流過傳感器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。
二、渦輪流量計(jì)的性能優(yōu)缺點(diǎn)
●優(yōu)點(diǎn)
1．高精確度，對于液體一般為±0.25％R－±0.5％R，高精度型可達(dá)±0.15％R；而介質(zhì)為氣體，一般為±1％R－±1.5％R，特殊專用型為±0.5％R－±1％R。在所有流量計(jì)中，它屬于最精確的。
2．重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)0.05％-0.2％，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì)。
3．輸出脈沖頻率信號，適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)。
4．可獲得很高的頻率信號（3-4kHz），信號分辨力強(qiáng)。
5．范圍度寬，中大口徑可達(dá)40：1-10：1，小口徑為6：1或5：1。
6．結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)方便，流通能力大。
7．適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表。
8．可制成插入型，適用于大口徑測量，壓力損失小，價(jià)格低，可不斷流取出，安裝維護(hù)方便。
●缺點(diǎn)
1．難以長期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn)。
2．一般液體TUF不適用于較高粘度介質(zhì)。
3．流體物性（密度、粘度）對儀表特性有較大影響。
4．流量計(jì)受來流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大，傳感器上下游側(cè)需設(shè)置較長的直管段。
5．不適于脈動流和混相流的測量。
6．對被測介質(zhì)的清潔度要求較高。
◆超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)的基本原理及特點(diǎn)
超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。起聲波流量計(jì)是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種
非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動可進(jìn)行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。
眾所周知，目前的工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因?yàn)橐话懔髁坑?jì)隨著測量管徑的增大會帶來制造和運(yùn)輸上的困難，造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn)，超聲波流量計(jì)均可避免。因?yàn)楦黝惓暡髁坑?jì)均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價(jià)基本上與被測管道口徑大小無關(guān)，而其它類型的流量計(jì)隨著口徑增加，造價(jià)大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計(jì)比相同功能其它類型流量計(jì)的功能價(jià)格比越優(yōu)越。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計(jì)可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計(jì)測量水輪機(jī)進(jìn)水量、汽輪機(jī)循環(huán)水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計(jì)方便得多
另外，超聲測量儀表的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。另外，鑒于非接觸測量特點(diǎn)，再配以合理的電子線路，一臺儀表可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計(jì)的適應(yīng)能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計(jì)具有上述一些優(yōu)點(diǎn)因此它越來越受到重視并且向產(chǎn)品系列化、通用化發(fā)展，現(xiàn)已制成不同聲道的標(biāo)準(zhǔn)型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應(yīng)不同介質(zhì)，不同場合和不同管道條件的流量測量。

流量計(jì)	超聲波流量計(jì)	電磁流量計(jì)	渦輪（葉輪）流量計(jì)
安裝方式	管外安裝和插入式安裝，可在線安裝/拆卸	法蘭夾持式管道安裝	法蘭夾持式管道安裝
測量范圍	測量范圍寬，可測量低流速包括零流速	對于流速低于0.15m/s的流體不能測量	不能測量零流速和低流速
測量精度	1.0％讀數(shù)	0.5％、1.0％讀數(shù)	液體0.25％、0.5％
壓力損失	無壓損	無壓損	存在可動部件，壓力損失較大
流體物性影響	不受流體物性影響	不受流體物性影響	流體物性對儀表特性有較大影響
穩(wěn)定性	長期運(yùn)行穩(wěn)定，精度可靠	穩(wěn)定性較好	難以長期保持校準(zhǔn)特性
安裝成本	安裝成本低，成本與管道口徑大小無關(guān)	安裝成本較高，且管道口徑越大成本越高	安裝成本較高，且管道口徑越大成本越高
維護(hù)方式	簡單方便可在線拆卸，不需要工藝停車，不影響生產(chǎn)	拆卸麻煩，必須要求工藝停車	拆卸麻煩，必須要求工藝停車
檢定	檢定費(fèi)用低，1.0％精度按國家計(jì)量檢定規(guī)程每3年檢定一次	拆卸送檢麻煩，如果是0.5％精度按國家計(jì)量檢定規(guī)程每半年需檢定一次	1.0％精度的按國家計(jì)量檢定規(guī)程每兩年檢定一次，從現(xiàn)場應(yīng)用效果來看，需每半年或三個月檢定一次

作者: lhf4545 時間: 2007-4-24 10:56
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作者: np_jch 時間: 2007-5-1 09:25
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作者: xq800612 時間: 2007-7-20 08:58
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作者: d850 時間: 2007-7-26 15:09
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作者: lai8 時間: 2007-7-28 16:00
如果流體中有氣泡，哪種流量計(jì)適合用？？----------超聲波流量計(jì)

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