几种常用流量计的基础知识和比较

2015-01-20

几种常用流量计的基础知识和比较

流量测量是四大重要过程参数之一(其他的是温度、压力和物位)。闭合管道流量计以其采用的技术分类，如下：

差压流量计(DP)

这是最普通的流量技术，包括孔板、文丘里管和音速喷嘴。DP流量计可用于测量大多数液体、气体和蒸汽的流速。DP流量计没有移动部分，应用广泛，易于使用。但堵塞后，它会产生压力损失，影响精确度。流量测量的精确度取决于压力表的精确度。

容积流量计(PD)

PD流量计用于测量液体或气体的体积流速，它将流体引入计量空间内，并计算转动次数。叶轮、齿轮、活塞或孔板等用以分流流体。PD流量计的精确度较高，是测量粘性液体的几种方法之一。但是它也会产生不可恢复的压力误差，以及需装有移动部件。

涡轮流量计

当流体流经涡轮流量计时，流体使转子旋转。转子的旋转速度与流体的速度相关。通过转子感受到的流体平均流速推导出流量或总量。涡轮流量计可精确地测量洁净的液体和气体。像PD流量计，涡轮流量计也会产生不可恢复的压力误差，也需要移动部件。

电磁流量计

具有传导性的流体在流经电磁场时，通过测量电压可得到流体的速度。电磁流量计没有移动部件，不受流体的影响。在满管时测量导电性液体精确度很高。电磁流量计可用于测量浆状流体的流速。

超声流量计

传播时间法和多普勒效应法是超声流量计常采用的方法，用以测量流体的平均速度。像其他速度测量计一样，是测量体积流量的仪表。它是无阻碍流量计，如果超声变送器安装在管道外测，就无须插入。它适用于几乎所有的液体，包括浆体，精确度高。但管道的污浊会影响精确度。

涡街流量计

涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体游涡的速度与流体的速度成一定比例，从而计算出体积流量。涡街流量计适用与测量液体、气体或蒸汽。它没有移动部件，也没有污垢问题。涡街流量计会产生噪音，而且要求流体具有较高的流速，以产生旋涡。

热质量流量计

通过测量流体的温度的升高或热传感器降低来测量流体速度。热式质量流量计没有移动部件或孔，能精确测量气体的流量。热质量流量计是少数能测量质量流量的技术之一，也是少数用于测量大口径气体流量的技术。

科里奥利流量计

这种流量计利用振动流体管产生与质量流量相应的偏转来进行测量。科里奥利流量计可用于液体、浆体、气体或蒸汽的质量流量的测量。精确度高。但要对管道壁进行定期的维护，防止腐蚀。

电磁流量计

测量原理：法拉第电磁感应定律证明一个导体在磁场中运动将感应生成一个电势。采用电磁测量原理，流体就是运动中的导体。感应电势相对于流速成正比并被两个测量电极所检测，然后变送器将它进行放大，根据管道横截面积计算出流量。

恒定的磁场由极性交替变化的开关直流电流而产生。

测量系统包括一个变送器和一个传感器组成。

它又有两种型号：一体化型，变送器和传感器组成一个整体的机械单元;分离型，变送器和传感器被分开安装。

变送器：Promag50(用按钮操作，两行显示)传感器：PromagW(DN25……2000)

技术参数

测量变量：流速。

输入变量测量范围：典型v=0。1……10m/s带指定测量精度可操作流量范围：超过1000：1输入信号状态输入(辅助输入)：U=3…30vDC，Ri=5kΩ，电气隔离。可配置：累计量(S)复位，测量值抑制，错误信息复位。电流输入(仅当Promag53)：有源/无源可选，电气隔离分辨率：2μA有源：4。。。20mA，Ri≤150Ω，Uout=24VDC，抗电流短路

无源：0/4。。。20mA，Ri≤150ΩUmax=30VDC。

输出变量

输出信号电流输出:有源/无源可选电气隔离时间常数可选(0.05...100s)满量程值可选温度系数:典型0.005%o.r./℃;分辨率:0.5μA

有源：0/4...20mARL<700Ω(HART:RL≥250Ω)

无源：4...20mAmax.30VDCRi≤150Ω

脉冲/频率输出:

无源集电极开路30VDC250mA电气隔离.频率输出:满量程频率2...1000Hz(fmax=1250Hz)打开/关闭比例1:1

脉冲宽度:最大10s.脉冲输出:脉冲值及脉冲极性可选最大脉冲宽度可设定(0.05...2s)最大脉冲频率可选材料变送器外壳，一体化外壳：喷粉涂层铸铝;墙装外壳：铸铝传感器外壳，DN25...300：喷粉涂层铸铝;DN350...2000：涂层钢型号规格说明：50W9H-UD0A1AK2C4AW(DN900)50W就是50系列;9H表示口径为900mm(DN900);U表示衬底材料为聚亚安酯;D表示过程连接/材料为PN10DIN250lST37-2法兰(适用于DN200-DN2000);0表示电极材料(所有电极)为1.4435/316L不锈钢;A表示标定为0.5%.3点标定;1说明认证为无需特殊认证;第二个A表示无防暴要求;K表示外壳防护等为IP68分离型，墙装式;2表示分离型自带10m电缆;

环境条件：环境温度-20...+60℃(传感器，变送器)，在阴暗处安装，避免阳光直射，尤其在温暖气候区域。

测量精度参考条件：符合DIN19200及VDI/VDE264l，介质温度：+28℃±k，环境温度：+22℃±k，预热时间：30分钟，

安装时应注意，只有当满管时才能获得准确的测量，避免以下安装位置：

管道最高点安装(易聚集气泡)

直接安装在一根向下的管线的敞开出口前。

注意不要在泵的入口侧安装流量管，以避免抽压而造成的对流量管衬里的破坏。当使用往复、横膈膜或柱塞泵时需要在安装脉冲节气阀。

当向下管道长度超过5m时，在传感器后安装一个虹吸管或一个放气阀。以避免低压而可能造成的对测量管衬里的破坏。保证满管，减少含气量。

安装方位：最适宜的方位可帮助避免气体的累积和测量管内的残渣存积。

垂直安装;这种方位对易自排空管道系统很理想，并可不加空管检测电极。

水平安装：测量电极平面必须水平，这样可以防止由于夹带的气泡而产生的电极短时间绝缘。注意：空管检测功能仅当测量装置为水平安装及变送器外壳向上时能正确工作。如果振动非常剧烈，应将传感器和变送器分开安装。

基座，支撑：如果公称直径为DN≥350，在能忍受足够负载的基座上安装变送器。注意不允许利用外框承住传感器的重量。这会使外框变形并破坏内部励磁线圈。如果可能，安装传感器最好避免例如阀门，三通，弯头等组件。

保证以下所需的进口和出口直管段以确保测量精度：入口长度>10×DN出口长度>5×DN传感器及变送器接地传感器处于

管道中心位置

接地：传感器及介质必须有相同的电势用来保证测量精度及避免电极地腐蚀破坏。等电势通过在传感器内装地参考电极保证。如果介质在无衬里并接地地金属管中流动，它可通过连接到变送器外壳而满足接地要求。对于分离型地接地同上一样。

注意：如果不能确定介质地正确接地与否应安装接地环。

故障诊断：

电磁流量计

如在启动后或操作期间出现故障，通常根据下述检查表进行故障诊断，直接找到问题的原因和相应的解决方法。