現行流量計的特點以及選型

在當前的工業生產應用中，存在著種類繁多的流量計，對設計人員選型造成了   的難度。流量計按測量原理大致可以分為容積式、速度式、差壓式、面積式、質量式等。不同類型的流量計其特點也略有不同，需針對不同的測量領域、不同的測量介質、不同的工作范圍，選擇不同種類、不同型號的流量計，以取得   的測量效果。
　　一、現行流量計的特點
　　1、孔板流量計
　　孔板流量計是   常用的一種流量計，屬于差壓式流量計，以流動連續性方程(質量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎。充滿管道的流體在經過管道內節流元件時(如標準孔板、標準噴嘴、長徑噴嘴等)，流體流線在節流元件處形成局部收縮，流速加快，在節流元件前后形成壓差。
　　孔板流量計一般由節流裝置(節流件、測量管、直管段、流動調整器、取壓管路)和差壓流量計組成，對工況變化準確度要求高的場合則需配置壓力計(傳感器或變送器)并進行溫壓補償。其主要特點是：
　　(1)結構易于復制，簡單，牢固，性能穩定可靠。(2)價格低廉。(3)應用廣泛，液、氣、蒸汽皆可測量。(4)準確度不高，壓損大。
　　2、渦街流量計
　　在流體中設置漩渦發生體(阻流體)，從漩渦發生體兩側交替地產生兩列規則的交替排列的漩渦渦街，漩渦的分離頻率與流經渦街流量傳感器處流體的體積流量成正比。
　　主要特點：
　　(1)結構簡單，維護方便。(2)適用流體種類多，液、氣、蒸汽皆可測量。(3)準確度較高，測量范圍寬，壓損小。(4)不適用于低雷諾數測量。(5)抗干擾能力差。
　　3、電磁流量計
　　電磁流量計的原理是基于法拉第電磁感應定律，它是一種測量導電性液體的體積流量儀表。根據法拉第電磁感應定律，導體在磁場中運動時切割磁力線，在導體兩端產生感應電勢，利用右手定則即可確定感應電動勢。
　　主要特點：
　　(1)沒有阻流元件，不會堵塞，適用于帶有懸浮物、固體顆粒的液體和污水的測量。(2)沒有附加壓力損失，節約能耗。(3)儀表測量范圍大，流速可在0.5~10m/s內選定。(4)不能用于低導電率液體。(5)由于內襯材料為絕緣材料的限制，不能用于較高溫的場合。
　　4、均速管流量計
　　均速管流量計(稱Annbar、Torbar、Probar、Verabar、Itabar……等)，是基于皮托管測速原理，以測管道中直線上幾個點的流速來推算流量的一種插入式流量儀表。它是一根沿直徑插入管道中的中空金屬桿，在影響流體流動方向有成對的測壓孔，一般有三對，其外形似笛子。迎流面的多點測壓孔測量的是總壓，與全壓管相連通，引出平均全壓p1；背流面的處有一開孔，與靜壓管相通，引出靜壓p2。
　　主要特點：
　　(1)結構簡單，重量輕。(2)適應范圍寬闊，可適用于多種流體(氣、液、蒸汽)。(3)壓損小，節能效果顯著。(4)在直管段長度不足時，準確度難以高于±2%~±3%，不宜作為計量儀表。(5)易于堵塞，要求流體潔凈。
　　5、平衡流量計
　　平衡流量計(balancedflowmeter，BFM)是一種新型的流量計，是      航空航天局(NASA)下屬馬歇爾航空飛行(NASA-MSFC)針對航天飛機的主發動機液氧測量而設計發明的一種新型流量計，由A+FlowTek公司生產，亦稱為A+K平衡流量計。
　　A+K平衡流量計(BFM)對傳統節流裝置進行了大的改進，將節流原理由邊緣節流改為平衡節流。平衡流量傳感器是一個多孔的圓盤節流整流器，安裝在管道的截面上，每個孔的尺寸和分布基于   的公式和測試數據定制，稱為函數孔。當流體穿過圓盤的函數孔時，流體將被平衡調整，渦流被   小化，形成近似理想流體，通過標準取壓裝置，可獲得穩定的差壓信號，再根據伯努利方程可計算出體積流量、質量流量。
　　主要特點：
　　(1)測量精度高，其測量精度可達±0.5%。(2)直管段要求低，   小可達0.5D。(3)壓損小，節約能耗。(4)適用范圍廣，可以測量氣體、液體、蒸汽等各種介質。
　　二、關于流量計的選型
　　   先，   熟悉儀表和被測介質兩方面的情況，按照流體的特性及應用范圍剔除不適合的方法和儀表，初步選擇測量方法和儀表。然后，按照以下幾個方面進行分析比較。
　　   先，根據儀表性能進行選型，需要對精度的高低以及儀表的穩定性等方面進行大概的過濾。例如孔板的測量精度較差，相對來說質量流量計的測量精度較高。因此在選型時需要注意，選擇精度符合工藝要求的儀表。其次，根據流體特性，選擇不同的流量計。舉例來說，孔板等差壓流量計對于黏稠液體的測量效果不佳；均速管類儀表一般測量潔凈的氣體或液體，對于介質的潔凈程度有較高要求；電磁流量計用于測量可導電的介質，但是對于介質溫度的要求較高，不能高于180℃。然后，從安裝條件考慮，儀表處于管道的位置，前后直管段要求是否足夠，管道周圍空間大小是否便于儀表維護，管道是水平安裝還是豎直安裝等。從現場環境考慮，要考慮到現場的溫度對儀表的影響，是否有電磁干擾，是否存在震動，例如渦街流量計，這種對環境要求比較高的流量計，在周圍有干擾和震動的場合就不宜使用。   后，從經濟方面考慮，比如平衡流量計，就可以做到取代孔板，減少壓損，節約能耗。在大規格的管道上應盡量使用插入式流量計，以節約成本。
　　以上介紹了一些工業控制中常用到的流量計類型以及選型方法。在工廠的實際應用中，儀表的選型比較紛繁，應在眾多品種中揚長避短，選擇   合適的儀表。隨著科學技術的發展，傳感技術、計算機技術、微電子技術、通信技術已在流量計上應用，不久的將來各種新型流量計將會應運而生，也將會給工業儀表應用帶來新的變革。