流量儀表的類型及特性

                                             流量儀表的類型及特性

    流量儀(yi) 表的分類方法很多，至今外還沒有統一的標準。表1列出了工業(ye) 生產(chan) 過程中常用的七大類流量儀(yi) 表的型式及其主要特點。下麵分別作簡要介紹。

    1　差壓型

    差壓測量技術是目前應用zui廣泛的一種流量測量方法，幾乎能測量各種工況下單相流體(ti) 和高溫高壓下流體(ti) 的流量。70年代，這種技術曾占到*的80%。今天，隨著新技術的應用，這個(ge) 比例已降至40%左右，仍占了近“半壁江山”。差壓型流量計一般由節流裝置、變送器兩(liang) 部份組成。節流裝置常見的有孔板、噴嘴、畢托管、均速管等。節流裝置的作用是使流經的流體(ti) 收縮且在其上、下遊產(chan) 生差壓。根據伯努利能量守恒定律和連續性方程可以得出，它與(yu) 節流件的幾何形狀、直徑比以及流體(ti) 的溫度、壓力、粘度、密度等因素有關(guan) 。

    由於(yu) 是平方根關(guan) 係，所以差壓型流量儀(yi) 表的測量範圍一般不大，隻有3∶1～5∶1。在此範圍內(nei) ，孔板的讀數精度約為(wei) 2%～3%，文丘裏管的讀數精度約為(wei) 3%～4%。各種節流裝置中，孔板由於(yu) 其結構簡單，安裝方便，所以zui為(wei) 常用。但是它對加工尺寸要求嚴(yan) 格。隻要按規範要求加工、安裝，經檢驗合格後就可以在不確定度範圍內(nei) 進行流量測量，而不需要用實液檢定。節流裝置都有一個(ge) 不可恢複的壓力損失，壓損zui大的是銳邊孔板，為(wei) 儀(yi) 表zui大差壓的25%～40%。畢托管的壓損則很小，可以忽略不計，但它對流體(ti) 形麵的變化非常敏感。

    2　變麵積型

    這種類型流量計的典型代表是轉子流量計。對於(yu) 3″以內(nei) 的管道，此流量計效果較好。它的突出優(you) 點是直接就地測量時不用外加電源。轉子流量計按其製造材料不同，分為(wei) 玻璃轉子流量計和金屬管轉子流量計兩(liang) 大類。玻璃轉子流量計結構簡單，轉子位置清晰可見，易讀數，多用於(yu) 常溫、常壓、透明和腐蝕性介質，如空氣、煤氣、氬氣等。金屬管轉子流量計一般帶有磁性連接指示器，用於(yu) 高溫、高壓的場合，並且能傳(chuan) 輸出標準信號與(yu) 記錄儀(yi) 等配套使用，計量累積流量。目前市場上有一種帶加載彈簧錐形頭的垂直式變麵積式流量計，它沒有冷凝室和緩衝(chong) 室，測量範圍達到100∶1，並且是線性輸出，zui適於(yu) 蒸汽的測量。

    3　振蕩型

    渦街流量計是振蕩型流量儀(yi) 表的典型代表。它是在流體(ti) 前進方向上放置一非流線形物體(ti) ，流體(ti) 在該物體(ti) 後方形成兩(liang) 列規則的非對稱漩渦列。漩渦列的頻率與(yu) 流速成一定比例。這種測量方法的特點是管道內(nei) 無可動部件，讀數重複性、可靠性好，使用壽命長，線性測量範圍寬（氣體(ti) 約為(wei) 30∶1，液體(ti) 約為(wei) 10∶1），幾乎不受溫度、壓力、密度、粘度等變化的影響，壓力損失小，精度高（約0 5%～1%）。其工作溫度可達300℃以上，工作壓力可達30ｍPａ以上。但流體(ti) 流速分布情況和脈動流會(hui) 影響測量精度。不同的介質可采用不同的漩渦感測技術，對於(yu) 蒸汽可用振動盤式或壓電晶體(ti) 式，對於(yu) 空氣可采用熱力式或超聲波式，而對於(yu) 水，幾乎感測技術都適用。和孔板一樣，渦街流量計的流量係數也是由一組尺寸來決(jue) 定的。

    4　電磁型

    這類流量計是利用導電的流體(ti) 流經磁場時產(chan) 生感應電壓的大小來檢測流量的。因此它隻適用於(yu) 導電介質（目前已有適用於(yu) 導電率低至0 008μｓ ｃｍ介質的產(chan) 品）。從(cong) 理論上講，這種方法不受流體(ti) 的溫度、壓力、密度和粘度的影響，量程比可達100∶1，精度約為(wei) 0 5%。適用管徑從(cong) 2ｍｍ到3ｍ。廣泛應用於(yu) 水、泥漿、紙漿或腐蝕性介質的流量。電磁型流量計由於(yu) 信號微弱，滿量程時，通常隻有2 5～8ｍＶ，流量很小時僅(jin) 有幾毫伏，易受外界幹擾。因此，要求變送器的外殼、屏蔽線、測量導管、變送器兩(liang) 端的管道都要接地並單獨設置接地點，不要連接在電機、電器等的公用地線上。

    5　超聲波型

    這類流量計zui常見的是多普勒流量計和時差流量計。多普勒流量計是根據被測流體(ti) 中移動目標所反射的聲波頻率的變化來檢測流量的。此法適用於(yu) 測量高速流體(ti) ，不宜測量低速流體(ti) ，且準確度較低，對管道內(nei) 壁的光滑度要求較高，但它的電路簡單。

    時差流量計是通過超聲波在注流體(ti) 中順流和逆流傳(chuan) 播的時間差來測量流量的。由於(yu) 時差的數量級很小（一般為(wei) 10-6ｓ），因此，為(wei) 保證測量準確度，對電子線路的要求較高，從(cong) 而儀(yi) 表的成本相應增加。時差流量計一般適用於(yu) 純淨且流速場均勻的層流液體(ti) 。對於(yu) 紊流液體(ti) ，可采用多聲束時差流量計。

    6　動量矩型

    這類流量計是根據動量矩守恒原理，通過流體(ti) 衝(chong) 擊旋轉部件（葉輪、螺旋器等），使之旋轉，而旋轉部件的轉速與(yu) 流速成比例關(guan) 係。再利用磁學、光學、機械計數等方法將轉速轉換成電信號，從(cong) 而計算出流量。

    渦輪流量計是這類儀(yi) 表中應用zui廣泛且準確度較高的一種。它適用於(yu) 氣體(ti) 、液體(ti) 介質，但在結構上略有不同。用於(yu) 氣體(ti) 的，其葉輪角度較小，而且葉片數量多。渦輪流量計的準確度可達0 2%～0 5%，在狹小範圍內(nei) 可達0 1%。量程比為(wei) 10∶1，壓損小，耐壓高。但它對流體(ti) 的潔淨度有一定要求，且易受流體(ti) 密度和粘度的影響，口徑越小，影響越大。和孔板一樣，要保證安裝點前後有足夠的直管段，以避免流體(ti) 旋轉而改變對葉片的作用角度。

    7　正位移型

    這類儀(yi) 表的工作原理是根據旋轉體(ti) 每旋轉一周，流體(ti) 移動一個(ge) 固定量來測量的。儀(yi) 表的設計方式各異，如橢圓齒輪流量計、旋轉活塞流量計和刮板流量計等。橢圓齒輪流量計的量程比較大，可以達到20∶1，且。但運動齒輪易被流體(ti) 中的雜質卡死。旋轉活塞流量計單位流通量大，但由於(yu) 結構上的原因，泄漏量較大，準確度不高。正位移型的流量計基本與(yu) 流體(ti) 粘度無關(guan) ，適用於(yu) 油脂類、水等介質，但不適用於(yu) 蒸汽、空氣等介質。