各種流量計(jì)原則與選型特點(diǎn)

近30年來(lái)，隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，流量計(jì)日益受到重視。為滿足不同種類流體特點(diǎn)，解決不同流動(dòng)狀態(tài)下的流量計(jì)量問(wèn)題，各國(guó)先后研制并投入使用的流量計(jì)有幾十大類，國(guó)內(nèi)外流量計(jì)上市產(chǎn)品就多達(dá)幾百款。

工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)對(duì)節(jié)能和環(huán)保的日益重視，生產(chǎn)過(guò)程中水、油、氣、蒸汽的準(zhǔn)確計(jì)量也日趨重要。工業(yè)生產(chǎn)中介質(zhì)流量的計(jì)量受其狀態(tài)、種類、溫度、流速、流量、壓力等諸多因素的影響，決定流量計(jì)量的復(fù)雜性。因此流量計(jì)選型就具有很強(qiáng)的技術(shù)性和實(shí)用性。

流量計(jì)選型原則

1、流量計(jì)的選擇思路

目前流量計(jì)測(cè)量技術(shù)發(fā)展至今雖然已日趨成熟，但其種類繁多，至今尚無(wú)一種對(duì)于任何場(chǎng)合都能適用的流量計(jì)，而每種流量計(jì)都有適用范圍，具有局限性。

由于工業(yè)生產(chǎn)中工藝過(guò)程和被測(cè)對(duì)象的復(fù)雜性及重要性，決定現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)的選型的重要性。因此正確而有效地選擇流量計(jì)，必須熟悉工業(yè)生產(chǎn)中工藝過(guò)程和被測(cè)量流體的各種特性以及將要采用的測(cè)量方法，同時(shí)還要考慮其它一些相關(guān)影響因素，如流量計(jì)性能指標(biāo)（流量范圍、極限耐壓、誤差和重復(fù)性等）、價(jià)格、使用要求、安裝環(huán)境以及維修工藝性等因素，然后再根據(jù)具體情況具體分析、統(tǒng)籌兼顧、精心設(shè)計(jì)及合理選型。

2、流量計(jì)具體選型原則

流量計(jì)選型是指按照工業(yè)生產(chǎn)要求，根據(jù)流體種類及儀表性能、流體特性、安裝條件、環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)因素五個(gè)方面原則選擇。

儀表性能—質(zhì)量性、穩(wěn)定性、精度、量程、線性、信號(hào)參數(shù)、響應(yīng)時(shí)間、壓力損失等因素。

流體特性—溫度、壓力、密度、粘度、堵塞、相變、腐磨蝕性、電導(dǎo)率、聲速、導(dǎo)熱系數(shù)等指數(shù)。

安裝條件——管道布置方向、流動(dòng)方向、檢測(cè)件上下游側(cè)直管段長(zhǎng)度、管道口徑、維修空間、振動(dòng)、電源等條件。

環(huán)境條件——環(huán)境溫度、濕度、電磁干擾、安全性、防爆防雷、管道振動(dòng)等條件。

經(jīng)濟(jì)因素——采購(gòu)費(fèi)、安裝費(fèi)、校驗(yàn)費(fèi)、維修費(fèi)、使用壽命、備品備件等因素。

各種流量計(jì)選型特點(diǎn)

1、質(zhì)量流量計(jì)

適用物料

適用多種介質(zhì)

原理結(jié)構(gòu)

質(zhì)量流量計(jì)以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的流量管，中部裝有驅(qū)動(dòng)線圈，兩端裝有檢測(cè)線圈，變送器提供的激勵(lì)電壓加到驅(qū)動(dòng)線圈上時(shí)，振動(dòng)管作往復(fù)周期振動(dòng)，工業(yè)過(guò)程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動(dòng)管，就會(huì)在振管上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，安裝在振管兩端的檢測(cè)線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的相位差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計(jì)算機(jī)解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時(shí)，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測(cè)量介質(zhì)的溫度。

測(cè)量特點(diǎn)

質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量通過(guò)流量計(jì)的介質(zhì)的質(zhì)量流量，還可測(cè)量介質(zhì)的密度及間接測(cè)量介質(zhì)的溫度。

注意事項(xiàng)

1、 測(cè)氣體時(shí)，有些型號(hào)只適用于空氣等較接近理 想氣體的測(cè)量，而有些可用天然氣和蒸汽。要向廠家詳細(xì)咨詢。

2、 若測(cè)量介質(zhì)出現(xiàn)夾氣，氣化或兩相流等現(xiàn)象，變送器會(huì)出現(xiàn)報(bào)警顯示，嚴(yán)重時(shí)，傳感器停止工作。

2、孔板流量計(jì)

適用物料

廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測(cè)量。

1、 更適合測(cè)量飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽以及煤氣、冷卻水等臟污流體。

2、更容易適應(yīng)高溫、高壓流體的流量測(cè)量。

原理結(jié)構(gòu)

LG型孔板流量計(jì)又稱為差壓式流量計(jì)，是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成。采用均壓環(huán)、一體型結(jié)構(gòu)。

測(cè)量特點(diǎn)

節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長(zhǎng)，價(jià)格低廉。

一體型孔板安裝更簡(jiǎn)單，無(wú)須引壓管，可直接接差壓變送器和壓力變送器。

智能型連續(xù)工作5年不需調(diào)校

注意事項(xiàng)

孔板流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)配有一段測(cè)量管,至少保持前10DN、后5DN的等徑直管段，以提高測(cè)量精度；

引壓管路內(nèi)必須始終保持單相流體狀態(tài)。被測(cè)流體是氣體時(shí)，引壓管路（包括差壓計(jì)的壓力腔）內(nèi)全部是氣相；被測(cè)流體是液體時(shí)，引壓管路內(nèi)全部是液相，絕對(duì)不能有氣泡。為此應(yīng)在引壓管路的最低點(diǎn)裝排水閥或在最高點(diǎn)裝排氣閥

3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)

適用物料

玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)有較強(qiáng)的耐腐性能，可檢測(cè)酸(氫氟酸除外)、堿、氧化劑和其它腐蝕性的氣體或液體的流量，適用于化工、制藥、造紙、污水處理等行業(yè)。

原理結(jié)構(gòu)

浮子流量計(jì),又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，通過(guò)量測(cè)設(shè)在直流管道內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的 (位置 )來(lái)推算流量的裝置。是變面積式流量計(jì)的一種。在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中 , 圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的 , 浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動(dòng)，與浮子重量平衡后，通過(guò)磁耦合傳到與刻度盤指示流量。金屬管浮子流量計(jì)主要由三大部分組成

a、指示器(智能型指示器，就地指示器)

b、浮子

c、錐形測(cè)量室

測(cè)量特點(diǎn)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室最常用的一種流量計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點(diǎn)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于測(cè)量通過(guò)管道直 徑D<150mm的小流量，也可以測(cè)量腐蝕性介質(zhì)的流量。使用時(shí)流量計(jì)必須安裝在垂直走向的管段上，流體介質(zhì)自下而上地通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

對(duì)于下游直管段要求不高；

有較寬的流量范圍度10:1；

智能型指示器帶有LCD液晶顯示，可顯示瞬時(shí)、累積流量，還可輸出脈沖、輸出報(bào)警；

有就地型、遠(yuǎn)傳型、夾套型、水平型、防爆型、耐腐型等

注意事項(xiàng)

1） 對(duì)于遠(yuǎn)傳輸出型金屬管浮子轉(zhuǎn)子流量計(jì)的選用，要選擇適合使用場(chǎng)所防爆類型要求的轉(zhuǎn)子流量計(jì);安裝時(shí)還應(yīng)注意儀表通電后的外殼緊固及接線口的密封，已達(dá)到防爆、防護(hù)、防侵蝕的要求。

2）轉(zhuǎn)子流量計(jì)安裝時(shí)要保證測(cè)量管的垂直度優(yōu)于5%，且應(yīng)加裝旁路，便于維護(hù)和清洗而不影響生產(chǎn)；

3）具體注意事項(xiàng)見(jiàn)詳細(xì)介紹。

4、渦輪流量計(jì)

適用物料

用于封閉管道中測(cè)量低粘度、無(wú)強(qiáng)腐蝕性、清潔液體的體積流量和累積量。可廣泛應(yīng)用于石油、 化工、冶金、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)、制藥、食品、造紙等行業(yè)。水，石油，柴油等液體。

原理結(jié)構(gòu)

液體渦輪流量計(jì)由渦輪和裝于外部的檢脈沖器構(gòu)成，液體流進(jìn)渦輪，引起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，特定的內(nèi)徑使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速直接與流量成比例。

測(cè)量特點(diǎn)

抗雜質(zhì)能力強(qiáng)，切向式葉輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可隨時(shí)釋放流體中懸浮雜物，使其不纏繞在切向式葉輪的葉片上。

抗電磁干擾和抗振能力強(qiáng)。

缺點(diǎn)介紹：

(1)不能長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性;

(2)流體物性對(duì)流量特性有較大影響。

注意事項(xiàng)

1、儀表安裝采用法蘭連接、螺紋連接及夾裝式。

2、安裝時(shí)液體流動(dòng)方向應(yīng)與傳感器外殼上指示流向的箭頭方向一致，且上游直管段應(yīng)≥6DS，下游直管段應(yīng)≥5DS（DS為被測(cè)管道實(shí)測(cè)內(nèi)徑）。

3、為了檢修時(shí)不至影響液體的正常輸送，應(yīng)在傳感器兩端的直管段外安裝旁通管道。

5、電磁流量計(jì)

適用物料

可精確地測(cè)量各種酸、堿、鹽溶液、原水、冷卻水、污水、煤漿電磁流量計(jì)、礦漿、泥漿、水泥漿、紙漿、糖漿、煤水漿、玉米漿、纖維漿、糧漿、石灰乳、雙氧水、啤酒、麥汁、黑液、綠液藥液和各種飲料等導(dǎo)電流體和固液二相體的體積流量。

原理結(jié)構(gòu)

（一體）式電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。它是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作日的用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電率大于5μS/cm導(dǎo)電液體的體積流量，是一種測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。除可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的體積流量外，還可用于測(cè)量強(qiáng)酸強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。

測(cè)量特點(diǎn)

可測(cè)量的流體:由電磁流量計(jì)的工作原理可知，能選用電磁流量計(jì)測(cè)量流量的流體必須是導(dǎo)電的，嚴(yán)格的說(shuō)，除了高溫流體之外，只要電導(dǎo)率大于5μ/cm的任何流體都選用相應(yīng)的電磁流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量，因此不導(dǎo)電的氣體，蒸汽，油類，丙酮等物質(zhì)不能選用電磁流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量。

傳感器口徑的確定:流量計(jì)使用流速最好在0.3-15m/s范圍內(nèi)，此時(shí)流量計(jì)口徑可選擇與用戶管道口徑一致。使用流速低于0.3m/s時(shí)最好在儀表部位局部提高流速，采用縮管方式：

注意事項(xiàng)

根據(jù)一體型和分離型電磁流量計(jì)的特點(diǎn)，選擇合適的類型。一體型電磁流量計(jì)安裝敷線方便，精度中等，不宜在地面以下安裝，以防轉(zhuǎn)換器被水淹沒(méi)。分離型電磁流量計(jì)，精確度較高，轉(zhuǎn)換器與傳感器異地安裝，更適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較差（如有害、有毒、易受水淹沒(méi)等場(chǎng)所）的場(chǎng)合，但安裝、敷線較嚴(yán)格，否則易引入干擾信號(hào)。

6、超聲波流量計(jì)

適用物料

超聲流量計(jì)和超聲波流量計(jì)一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬無(wú)阻礙流量計(jì)，是適于解決流量測(cè)量困難問(wèn)題的一類流量計(jì)，特別在大口徑流量測(cè)量方面有較突出的優(yōu)點(diǎn)

原理結(jié)構(gòu)

超聲波流量計(jì)采用時(shí)差式測(cè)量原理：一個(gè)探頭發(fā)射信號(hào)穿過(guò)管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個(gè)探頭接收到，同時(shí)，第二個(gè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被第一個(gè)探頭接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時(shí)間差Δt，根據(jù)推算可以得出流速V和時(shí)間差Δt之間的換算關(guān)系V=(C2/2L)×Δt，進(jìn)而可以得到流量值Q。

測(cè)量特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：超聲波流量計(jì)是一種非接觸式儀表，它既

可以測(cè)量大管徑的介質(zhì)流量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測(cè)量。它的測(cè)量準(zhǔn)確度很高，幾乎不受被測(cè)介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問(wèn)題。

缺點(diǎn)：現(xiàn)今所存在的缺點(diǎn)主要是可測(cè)流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前我國(guó)只能用于測(cè)量200℃以下的流體。

注意事項(xiàng)

1）測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí)，超聲波流量計(jì)的滿度 流量可以在測(cè)量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。

2） 精度等級(jí)和功能根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)合選擇儀表精 度等級(jí)，做到經(jīng)濟(jì)合算

7、橢圓齒輪流量計(jì)

適用物料

橢圓齒輪流量計(jì)是容積式流量計(jì)的一種，用于精密的連續(xù)或間斷的測(cè)量管道中液體的流量或瞬時(shí)流量．它特別適合于重油、聚乙烯醇、樹(shù)脂等粘度較高介質(zhì)的流量測(cè)量。

原理結(jié)構(gòu)

橢圓齒輪流量計(jì)（又稱排量流量計(jì)，齒輪流量計(jì)），屬于容積式流量計(jì)一種，在流量?jī)x表中是精度較高的一類。由計(jì)量箱和裝在計(jì)量箱內(nèi)的一對(duì)橢圓齒輪，與上下蓋板構(gòu)成一個(gè)密封的初月形空腔（由于齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不是絕對(duì)密封的）作為一次排量的計(jì)算單位。當(dāng)被測(cè)液體經(jīng)管道進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，由于進(jìn)出口處產(chǎn)生的壓力差推動(dòng)一對(duì)齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不斷地把經(jīng)初月形空腔計(jì)量后的液體輸送到出口處，橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與每次排量四倍的乘積即為被測(cè)液體流量的總量（原理見(jiàn)圖）。流量計(jì)主要是由殼體、計(jì)數(shù)器、橢圓齒輪和聯(lián)軸器（分磁性聯(lián)軸器和軸向聯(lián)軸器）等組成。

測(cè)量特點(diǎn)

橢圓齒輪流量計(jì)又稱定排量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱PD流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度較高的一類，特別適用于高粘度介質(zhì)流量的測(cè)量。

特點(diǎn)：流量測(cè)量與流體的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，這是因?yàn)闄E圓齒輪流量計(jì)是依靠被測(cè)介質(zhì)的壓頭推動(dòng)橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行計(jì)量的。

粘度愈大的介質(zhì)，泄漏誤差愈小，對(duì)測(cè)量愈有利。

橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測(cè)量，但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會(huì)將齒輪卡死，以致無(wú)法測(cè)量流量)。如果被測(cè)液體介質(zhì)中夾雜有氣體時(shí)，也會(huì)引起測(cè)量誤差。

注意事項(xiàng)

1）橢圓齒輪流量計(jì)在安裝前應(yīng)清潔管道．若液體內(nèi)含有固體顆粒，則必須在管道上游加裝過(guò)濾器；若含氣體應(yīng)安裝排氣裝置。

2）橢圓齒輪流量計(jì)對(duì)前后直管段沒(méi)有一定的要求。它可以水平或垂直安裝。安裝時(shí)，應(yīng)使流量計(jì)的橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸與地面平行。

8、空氣流量計(jì)

適用物料

可測(cè)量電導(dǎo)率≥1μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的流體流量。但空氣流量計(jì)不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

原理結(jié)構(gòu)

空氣流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)

測(cè)量特點(diǎn)

空氣流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大?？諝饬髁坑?jì)最大流量與最小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，最大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性，精確度較高

總之，沒(méi)有一種測(cè)量方式或流量計(jì)對(duì)各種流體及流動(dòng)情況都能適應(yīng)的。不同工藝和環(huán)境，不同的測(cè)量方式和結(jié)構(gòu)，要求不同的測(cè)量操作、使用方法和使用條件。當(dāng)確定好流量計(jì)的類型后要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中的工藝條件和流體參數(shù)進(jìn)行流量計(jì)的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確計(jì)算。全面分析、統(tǒng)籌兼顧各種影響因素，科學(xué)有效地分析研究。最終做出適于生產(chǎn)要求的，既安生可靠又經(jīng)濟(jì)耐用的選擇。

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