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流量設(shè)備的基本知識

閱讀:1160發(fā)布時(shí)間:2009-5-15

流量設(shè)備的基本知識
     流量設(shè)備的分類,按照流量設(shè)備的測量原理可分為: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,與浮子重量平衡后,通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。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zui常用的,對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)。國內(nèi)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的生產(chǎn)廠家很多,主要有承德克羅尼(采用德國科隆技術(shù))、開封儀表廠、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)是通過測定殼體和轉(zhuǎn)子之間形成的計(jì)量容積來測量流體的體積流量。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)是測量精度高,有的可達(dá) 0.2% ;結(jié)構(gòu)簡單可靠;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量。但由于是齒輪傳動,管道的塊狀物是zui大的隱患,需要在設(shè)備前裝過濾器,壽命有限,經(jīng)常需要維修。國內(nèi)主要生產(chǎn)單位有:開封儀表廠、安徽儀表廠等。
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)較完善的測量裝置。它是以測量流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產(chǎn)生的靜壓差來顯示流量大小的一種流量計(jì)。zui基本的配置是由節(jié)流裝置、差壓信號管路和差壓計(jì)組成。工業(yè)上zui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)可對節(jié)流裝置進(jìn)行在線標(biāo)定?,F(xiàn)今在工業(yè)測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開得太大,在使用過程中也會產(chǎn)生變形而影響測量精度。標(biāo)準(zhǔn)孔板由于在使用過程中經(jīng)過流體對它的摩擦,也會使其與測量有關(guān)的結(jié)構(gòu)要素(如銳角)產(chǎn)生磨損而降低測量精度。
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儀表的不斷完善和開發(fā),隨著工業(yè)發(fā)展對流量計(jì)量要求的不斷提高,差壓流量計(jì)在工業(yè)測量中的地位已經(jīng)部分地被*的、高精度的、便利的流量儀表所取代。
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)電體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時(shí),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,該電動勢的大小與導(dǎo)體在磁場中做垂直于磁場運(yùn)動的速度成正比,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 )、被測量液體必須是導(dǎo)電的液體或漿液; 2 )、口徑與量程,是正常量程超過滿量程的一半,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)的測量精度建立在液體充滿管道的情形下,管道中有空氣的測量問題目前尚未得到很好解決。
電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器是其核心部件,直接影響測量的精度,目前國產(chǎn)的轉(zhuǎn)換器由于種種原因達(dá)不到要求,基本被外國品牌所壟斷。
電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):無節(jié)流部件,因此壓力損失小,減少能耗,只與被測流體的平均速度有關(guān),測量范圍寬;只需經(jīng)水標(biāo)定后即可測量其他介質(zhì),無須修正,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、線性度、精度和壽命的不斷提高和管徑的不斷擴(kuò)大,對于固液兩相的介質(zhì)的測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)的測量問題,以及口徑的不斷擴(kuò)大(zui大作到 3200MM 口徑),壽命的不斷增長(一般大于 10 年),電磁流量計(jì)得到越來越廣泛的應(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,因此在流量儀表的采購中有重要的地位。
5 、超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)是近代發(fā)展起來的一種新型測量流量的儀表,只要能傳播聲音的流體均可以用超聲波流量計(jì)測量;超聲波流量計(jì)可以測量高粘度液體、非導(dǎo)電性液體或氣體的流量,其測量流速的原理是:超聲波在流體中的傳播速度會隨被測流體流速而變化。目前高精度的超聲波流量計(jì)還是國外品牌的天下,如日本的富士、美國的康樂創(chuàng);國內(nèi)生產(chǎn)超聲波流量計(jì)的廠家主要有: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)量儀表使用,對于現(xiàn)場計(jì)量點(diǎn)損壞生產(chǎn)不能停機(jī)更換,又需要檢測參數(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)zui大優(yōu)勢是用于大口徑流量測量(管徑大于 2 米 ),即使有些結(jié)算用計(jì)量點(diǎn),經(jīng)過使用雙方認(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)過多年研究, 1977 年美國 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,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影響而使精度下降,要注意其安裝地點(diǎn)及方式的選擇。國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家:上海光華 . 愛而美特 ,重慶耐德等。
7 、漩渦流量計(jì)
漩渦流量計(jì)又稱渦街流量計(jì),是上 70 年代末才問世的產(chǎn)品,投放市場以來深受歡迎,得到廣泛應(yīng)用,可測量液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)。渦街流量計(jì)是一種速度式流量計(jì),輸出信號是與流量成正比的脈沖頻率信號或標(biāo)準(zhǔn)電流信號,不受流體溫度、壓力成分、粘度和密度的影響。結(jié)構(gòu)簡單,無運(yùn)動件,檢測元件不接觸被測流體,具有精度高,使用壽命長等特點(diǎn)。不足之處是在安裝時(shí)需要一定直管段,且普通型對于振動和高溫沒有很好的解決辦法。渦街有壓電式和電容式,后者在耐溫和耐振動方面有優(yōu)勢,但價(jià)格較貴,一般用于過熱蒸汽的測量。
目前壓電式主要的供應(yīng)廠家有:中國臺灣弓鼎公司、北京博思達(dá)公司、上海橫河等。電容漩渦流量計(jì)的生產(chǎn)廠家有 E+H 公司、山東威海賽博公司等。
8 、靶式流量計(jì)
測量原理:介質(zhì)在測量管中流動時(shí),因自身的動能與靶板產(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??蓽y量超小流量,超低流速流量( 0 -0.08M /S ),精度可達(dá) 0.2% 。生產(chǎn)廠家有重慶川儀、泉州日新等。
流量計(jì)分類及適用條件見下表:
類別
口徑 MM
工作壓力 MPA
工作溫度 o C
安裝要求
體積重量
成本
壽命
容積式計(jì)量表
橢圓齒輪
10-250
10
80
需過濾器
腰輪
15-300
6.4
80
同上
旋轉(zhuǎn)活塞
15-100
6.4
120
同上
速度式
水表
15-600
1
40-100
水平
較低
渦輪
4-500
6.4
120
水平
較低
靶式流量計(jì)
 
15-1500
42
-40-450
需要直管段
較低
電磁流量計(jì)
導(dǎo)電液體
2-3200
6.4
100
對直管段要求不高
旋渦流量計(jì)
旋進(jìn)型
50-150
1.6
60
需要直管段
卡門型
25-300
6.4
300
需要直管段水平
轉(zhuǎn)子流量計(jì)
玻璃管
1.5-100
1.6
120
必須垂直安裝
金屬管
15-150
6.4
150
同上
差壓流量計(jì)
孔板
50-1000
20
500
需要直管段
噴嘴
50-500
20
500
同上
較低
文丘利管
100-1200
2.5
500
同上
超聲波流量計(jì)
用于大流量測量
50-5000
 
 
需要直管段
質(zhì)量流量計(jì)
 
 
39
-240-200
 
 
 
 
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