流量設(shè)備的分類(lèi),按照流量設(shè)備的測(cè)量原理可分為:容積式流量計(jì),速度式流量計(jì),靶式流量計(jì),電磁流量計(jì),旋渦流量計(jì),轉(zhuǎn)子流量計(jì),差壓流量計(jì),超聲波流量計(jì),質(zhì)量流量計(jì)等。
1 、 轉(zhuǎn)子流量計(jì)
浮子流量計(jì) , 又稱(chēng)轉(zhuǎn)子流量計(jì) , 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(pán)指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上最常用的,對(duì)于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì),由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性,關(guān)鍵的控制點(diǎn)也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的生產(chǎn)廠(chǎng)家很多,主要有承德克羅尼(采用德國(guó)科隆技術(shù))、開(kāi)封儀表廠(chǎng)、重慶川儀、常州成豐都生產(chǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì),由于轉(zhuǎn)子流量計(jì)精度高,重復(fù)性好,在小管徑( ≤ 200MM )流量檢測(cè)方面得到廣泛應(yīng)用?! ?
2 、容積式流量計(jì)
容積式流量計(jì)是通過(guò)測(cè)定殼體和轉(zhuǎn)子之間形成的計(jì)量容積來(lái)測(cè)量流體的體積流量。根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式,容積式流量計(jì)有腰輪式,刮板式、橢圓齒輪式等。容積式流量計(jì)特點(diǎn)是測(cè)量精度高,有的可達(dá) 0.2% ;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠;適用性廣;耐高溫高壓;安裝條件不高。廣泛應(yīng)用于原油等油品的測(cè)量。但由于是齒輪傳動(dòng),管道的塊狀物是最大的隱患,需要在設(shè)備前裝過(guò)濾器,壽命有限,經(jīng)常需要維修。國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)單位有:開(kāi)封儀表廠(chǎng)、安徽儀表廠(chǎng)等。
3 、 差壓流量計(jì)
差壓流量計(jì)是一種使用歷史悠久,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較完善的測(cè)量裝置。它是以測(cè)量流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產(chǎn)生的靜壓差來(lái)顯示流量大小的一種流量計(jì)。最基本的配置是由節(jié)流裝置、差壓信號(hào)管路和差壓計(jì)組成。工業(yè)上最常用的是節(jié)流裝置是已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了的“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。如,標(biāo)準(zhǔn)孔板、噴嘴、文丘利噴嘴、文丘利管?,F(xiàn)在節(jié)流裝置特別是噴嘴流量測(cè)量朝一體化方向,將高精度的差壓變送器和溫度補(bǔ)償與噴嘴作成一體化,大大提高了精度。采用皮托管技術(shù)可對(duì)節(jié)流裝置進(jìn)行在線(xiàn)標(biāo)定?,F(xiàn)今在工業(yè)測(cè)量中也采用一些非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,如雙重孔板,圓缺孔板,環(huán)形孔板等,這些儀表一般需要實(shí)流標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但由于它尺寸公差、形狀和位置公差的要求比較高,加工的技術(shù)難度較高。以標(biāo)準(zhǔn)孔板為例,它屬于超薄板狀零件,加工易產(chǎn)生變形,較大的孔板在使用過(guò)程中也易產(chǎn)生變形而影響精度。節(jié)流裝置的取壓孔一般不會(huì)開(kāi)得太大,在使用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生變形而影響測(cè)量精度。標(biāo)準(zhǔn)孔板由于在使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)流體對(duì)它的摩擦,也會(huì)使其與測(cè)量有關(guān)的結(jié)構(gòu)要素(如銳角)產(chǎn)生磨損而降低測(cè)量精度。
盡管差壓流量計(jì)發(fā)展較早,但隨著其他各種形式的流量?jī)x表的不斷完善和開(kāi)發(fā),隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)流量計(jì)量要求的不斷提高,差壓流量計(jì)在工業(yè)測(cè)量中的地位已經(jīng)部分地被先進(jìn)的、高精度的、便利的流量?jī)x表所取代。
4 、 電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)基于法拉第電磁感應(yīng)原理研制出的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)電體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,該電動(dòng)勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度成正比,由此再根據(jù)管徑,介質(zhì)的不同,轉(zhuǎn)換成流量。
電磁流量計(jì)與選型原則: 1 )、被測(cè)量液體必須是導(dǎo)電的液體或漿液; 2 )、口徑與量程,最好是正常量程超過(guò)滿(mǎn)量程的一半,流速在 2 -4 米 之間; 3 )、使用壓力必須小于流量計(jì)耐壓; 4 )、不同溫度及腐蝕性介質(zhì)選用不同內(nèi)襯材料和電極材料。
電磁流量計(jì)的測(cè)量精度建立在液體充滿(mǎn)管道的情形下,管道中有空氣的測(cè)量問(wèn)題目前尚未得到很好解決。
電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):無(wú)節(jié)流部件,因此壓力損失小,減少能耗,只與被測(cè)流體的平均速度有關(guān),測(cè)量范圍寬;只需經(jīng)水標(biāo)定后即可測(cè)量其他介質(zhì),無(wú)須修正,最適合作為結(jié)算用計(jì)量設(shè)備使用。由于技術(shù)及工藝材料的不斷改進(jìn),穩(wěn)定性、線(xiàn)性度、精度和壽命的不斷提高和管徑的不斷擴(kuò)大,對(duì)于固液兩相的介質(zhì)的測(cè)量采用了可更換電極以及刮刀電極的方式,解決了高壓( 32MPA )、耐腐蝕(防強(qiáng)酸、堿襯里)介質(zhì)的測(cè)量問(wèn)題,以及口徑的不斷擴(kuò)大(最大作到 3200MM 口徑),壽命的不斷增長(zhǎng)(一般大于 10 年),電磁流量計(jì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,其成本也得到了降低,但整體價(jià)格特別是大管徑的價(jià)格仍較高,因此在流量?jī)x表的采購(gòu)中有重要的地位。
5 、超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)是近代發(fā)展起來(lái)的一種新型測(cè)量流量的儀表,只要能傳播聲音的流體均可以用超聲波流量計(jì)測(cè)量;超聲波流量計(jì)可以測(cè)量高粘度液體、非導(dǎo)電性液體或氣體的流量,其測(cè)量流速的原理是:超聲波在流體中的傳播速度會(huì)隨被測(cè)流體流速而變化。目前高精度的超聲波流量計(jì)還是國(guó)外品牌的天下,如日本的富士、美國(guó)的康樂(lè)創(chuàng);國(guó)內(nèi)生產(chǎn)超聲波流量計(jì)的廠(chǎng)家主要有:唐山美侖,大連先超、武漢泰隆等。
超聲波流量計(jì)一般不作結(jié)算計(jì)量?jī)x表使用,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量點(diǎn)損壞生產(chǎn)不能停機(jī)更換,又需要檢測(cè)參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)的情況也往往用到超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)最大優(yōu)勢(shì)是用于大口徑流量測(cè)量(管徑大于 2 米 ),即使有些結(jié)算用計(jì)量點(diǎn),經(jīng)過(guò)使用雙方認(rèn)可,選用精度高的超聲波流量計(jì),可以節(jié)約成本,并減少維護(hù)量。
6 、質(zhì)量流量計(jì)
經(jīng)過(guò)多年研究, 1977 年美國(guó) MICRO-MOTION 公司首先推出 U 型管質(zhì)量流量計(jì),此種流量計(jì)一問(wèn)世,便顯示其強(qiáng)大的生命力,其優(yōu)點(diǎn)是可直接得到質(zhì)量流量信號(hào),且不受介質(zhì)的物理參數(shù)影響,精度為計(jì)量值的 ± 0.4% ,有的可達(dá)到 0.2% ,可計(jì)量種類(lèi)極多的氣體,液體和稀漿,特別適用于液化石油氣和液化天然氣等以質(zhì)量交易介質(zhì)測(cè)量,補(bǔ)充了電磁流量計(jì)不足;由于不受上流側(cè)流速分布的影響,因而在流量計(jì)的前后側(cè)不需要直接管段。不足處是,質(zhì)量流量計(jì)加工精度較高,一般有很重的基座,因此價(jià)格昂貴;由于容易受到外部振動(dòng)影響而使精度下降,要注意其安裝地點(diǎn)及方式的選擇。
7 、漩渦流量計(jì)
漩渦流量計(jì)又稱(chēng)渦街流量計(jì),是國(guó)際上 70 年代末才問(wèn)世的產(chǎn)品,投放市場(chǎng)以來(lái)深受歡迎,得到廣泛應(yīng)用,可測(cè)量液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)。渦街流量計(jì)是一種速度式流量計(jì),輸出信號(hào)是與流量成正比的脈沖頻率信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào),不受流體溫度、壓力成分、粘度和密度的影響。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)運(yùn)動(dòng)件,檢測(cè)元件不接觸被測(cè)流體,具有精度高,使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。不足之處是在安裝時(shí)需要一定直管段,且普通型對(duì)于振動(dòng)和高溫沒(méi)有很好的解決辦法。渦街有壓電式和電容式,后者在耐溫和耐振動(dòng)方面有優(yōu)勢(shì),但價(jià)格較貴,一般用于過(guò)熱蒸汽的測(cè)量。
8 、靶式流量計(jì)
測(cè)量原理:介質(zhì)在測(cè)量管中流動(dòng)時(shí),因自身的動(dòng)能與靶板產(chǎn)生壓差,使靶板產(chǎn)生微量的位移,由此產(chǎn)生的作用力與流速成正比。可測(cè)量超小流量,超低流速流量( 0 -0.08M /S ),精度可達(dá) 0.2% 。
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