各类流量计选型涡轮流量计发展前景随着科学的不断发展, 当今涡轮变送器已发展成小型化、高集成度的模块,设计,有强大的功能软件,并设有RS232标准计算机通信接口, 对维护检修提供了方便。

可与DCS连接通信,DCS替代了显示仪表,如HOFFER流量计在工业临近生产过程中更方便实用。

总之,涡轮流量计是一种速度式流量仪表,由于具有测量精度高,反应速度快, 测量范围广, 价格低廉,安装方便等优点,被广泛应用于化工生产中。

1 涡轮变送器的工作原理涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。

被测流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化,即流量大,涡轮的转速也大, 再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲, 经前置放大器放大后,送入显示仪表进行计数和显示, 根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。

涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动, 并冲击涡轮叶片时便有与流量qv、流速V和流体密度ρ 乘积成比例的力作用在叶片上,推动涡轮旋转。

在涡轮旋转的同时, 叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线, 改变线圈的磁通量。

根据电磁感应原理, 在线圈内将感应出脉动的电势信号, 此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。

涡轮变送器输出的脉冲信号,经前置于放大器放大后,送入显示仪表,就可以实现流量的测量。

2 涡轮流量计的选型(1) 流量计本体最好选区用316不锈钢材料以防腐, 如是防爆区还必须是防爆结果。

(2) 轴承一般有炭化钨,聚四氟乙烯,碳石墨三种规格:碳化钨的精度最高,它作为工业控制的标准件;聚四氟乙烯,碳石墨能防腐,一般在化工场所优先考虑。

轴承的寿命流速的平方成正反比, 故流速最好的在最大流速的1/3 速度比较好。

(3) 感应探头是检测转动体的运动并把它转化为脉冲数字电信号, 它电磁线圈电压输出值接近正弦曲线,脉冲信号的频率范围随测量的流量大小成线性变化, 典型的范围为10:1,25:1和100:1 三种规格。

电磁线圈的电阻一般小于2000Ω , 大于该值可能损坏。

3 涡轮流量计的安装(1) 变送器的电源线采用金属屏蔽线, 接地要良好可靠。

电源为直流24V,650Ω 阻抗。

(2) 变送器应水平安装,避免垂直安装, 并保证其前后有适应的直管段, 一般前10D,后5D。

(3) 保证流体的流动方向与仪表外壳的箭头方向一致, 不得装反。

(4) 被测介质对涡轮不能有腐蚀,特别是轴承处,否则应采取措施。

(5) 注意对磁感应部分不能碰撞。

4 涡轮流量计的组态与校正标准的标定方法是十点水标定法, 但黏度不同标定的值不同, 故通常要做黏度标定曲线。

5 涡轮流量计的显示仪表显示仪表的任务是将单位时间输出脉冲数和输出脉冲总数转换成瞬流量和总流量, 并显示出来。

由前放大器输出的脉冲信号, 其幅值、波形都是不规则的, 在进入显示仪表后, 先需经整形电路整形成为有规则的具有一定幅值的矩形电脉冲信号民,再经过频率/ 电流转换电路, 将频率信号变为相应的电流信号(4~20mA)再转换能瞬时流量值, 总量由转换及积算电路得到。

有的显示仪表就地显示,有的送DCS显示。

6 注意事项(1) 安装涡轮流量计前, 管道要清扫。

被测介质不洁净时,要加过滤器。

否则涡轮、轴承易被卡住, 测不出流量来。

(2) 拆装流量计时, 对磁感应部分不能碰撞。

(3) 投运前先进行仪表系数的设定。

仔细检查, 确定仪表接线无误,接地良好, 方可送电。

(4) 安装涡轮流量计时,前后管道法兰要水平, 否则管道应力对流量计影响很大。

差压式流量计- 流量测量方法和仪表的选用差压式流量计(以下简称DPF或流量计)是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。

DPF由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。

通常以检测件的型式对DPF分类, 如孔扳流量计、文丘里管流量计及均速管流量计等。

二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器和流量显示及计算仪表, 它已发展为三化( 系列化、通用化及标准化) 程度很高的种类规格庞杂的一大类仪表。

差压计既可用于测量流量参数, 也可测量其他参数( 如压力、物位、密度等)容积式流量计- 流量测量方法和仪表的选用容积式流量计又称排量流量计(positive displacement flowmeter), 简称PD 流量计或PDF,在流量仪表中是精度最高的一类。

它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分, 根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。

PD流量计一般不具有时间基准, 为得到瞬时流量值需要另外附加测量时间的装置。

定排量测量方法可追溯到18世纪,20 世纪30 年代进入普遍商业应用。

转子流量计浮子流量计, 又称转子流量计, 是变面积式流量计的一种, 在一根由下向上扩大的垂直锥管中, 圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的, 浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

在流速和浮力作用下上下运动, 与浮子重量平衡后, 通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。

一般分为玻璃和金属转子流量计。

金属转子流量计是工业上最常用的, 对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质,由于玻璃材质的本身易碎性, 关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。

电磁流量计- 流量测量方法和仪表的选用电磁流量计基于法拉第电磁感应原理研制出的一种测量导电液体体积流量的仪表, 根据法拉第电磁感应定律, 导电体在磁场中作切割磁力线运动时,导体中产生感应电压,该电动势的大小与导体在磁场中做垂直于磁场运动的速度成正比, 由此再根据管径, 介质的不同,转换成流量。

电磁流量计与选型原则:1 ）、被测量液体必须是导电的液体或浆液;2 ）、口径与量程,最好是正常量程超过满量程的一半,流速在 2 -4 米之间; 3 ）、使用压力必须小于流量计耐压; 4 ）、不同温度及腐蚀性介质选用不同内衬材料和电极材料。

电磁流量计的测量精度建立在液体充满管道的情形下, 管道中有空气的测量问题目前尚未得到很好解决。

电磁流量计的优点: 无节流部件, 因此压力损失小, 减少能耗, 只与被测流体的平均速度有关,测量范围宽;只需经水标定后即可测量其他介质,无须修正,最适合作为结算用计量设备使用。

由于技术及工艺材料的不断改进, 稳定性、线性度、精度和寿命的不断提高和管径的不断扩大, 对于固液两相的介质的测量采用了可更换电极以及刮刀电极的方式, 解决了高压（32MPA ）、耐腐蚀（防强酸、碱衬里）介质的测量问题,以及口径的不断扩大（最大作到3200MM口径）, 寿命的不断增长（一般大于10 年）, 电磁流量计得到越来越广泛的应用,其成本也得到了降低, 但整体价格特别是大管径的价格仍较高, 因此在流量仪表的采购中有重要的地位。

超声波流量计超声波流量计是近代发展起来的一种新型测量流量的仪表, 只要能传播声音的流体均可以用超声波流量计测量; 超声波流量计可以测量高粘度液体、非导电性液体或气体的流量,其测量流速的原理是: 超声波在流体中的传播速度会随被测流体流速而变化。

超声波流量计一般不作结算计量仪表使用, 对于现场计量点损坏生产不能停机更换, 又需要检测参数指导生产的情况也往往用到超声波流量计。

超声波流量计最大优势是用于大口径流量测量（管径大于 2 米）, 即使有些结算用计量点, 经过使用双方认可,选用精度高的超声波流量计,可以节约成本,并减少维护量。

超声波流量计的选型及应用摘要超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表, 它从80年代开始进入我国工业生产和计量领域,并在90年代得到迅速发展。

文章对我佃国内市场上出现了各类超声波流量进行了深入研究分析, 结合多年的实际应用经验,系统阐述了超声波流量计的分类方法; 从仪表性能、被测介质经济性,实用性等方面总结了选用超声波流量的原则, 并对应用中如何选位、安装、维护提出具体建议, 为用户合理选择和应用超声波流量计提供了一些可以借鉴的经验和方法。

关键词超声流量计; 换能器; 时差式; 安装方式近几年来, 随着电子技术、数字技术的发展, 利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快,基于不同原理,适用于不同场合的各种型式的超声波流量计得到了广泛应用,同时也对广大用户提出如何认识超声波流量计、怎样选择合适的类型, 使用中应注意些什么问题等一系列问题, 本文综合国内超声波流量计目前的发展情况及多年应用的实践, 对上述问题进行了些探讨。

1 超声波流量计的分类超声波流量计的各类很多,依照不同的分类方法, 可以分为不同类型的超声波流量计。

1.1 多谱勒式超声波流量计换能器1发射频率为f1 的超声波信号, 经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后,频率发生偏移,以f2 的频率反射到换能器2,这就是多谱勒将就,f2 与f1 之差即为多谱勒频差fd 。

当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后,c 、f1、θ 即为常数,流体流速和多谱勒频移成正比,通过测量频移就可得到流体流速, 进而求得流体流量。

1.2 时差式超声波流量计时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。

2 区别根据超声波流量计使用场合不同, 可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。

2.1 这两类超声波流量计的主要区别(1) 适用的场合不同固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置, 对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量; 便携式超声波流量计具有很大的机动性, 主要用于对不同管道的流体流量作临时性测量。

(2) 供电方式不同固定式超声波流量计要求长期连续运行,所以要使用220V交流电源, 便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源,也备有内置充电电池, 可以连续工作5~10h[小时], 大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。

(3) 部分功能不同因定式超声波流量计, 通常都有4-20mA信号输出等功能,供远传显示使用,但其内部只能存贮一条管道的参数; 便携式超声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量, 故一般无输出信号功能, 但为了方便测量不同管道流量, 它具有丰富的贮存功能, 可以同时存贮数十条不同管道的参数,供随时调出使用。

2.2 换能器供电方式不同可以分为外贴式、插入式、管段式三种超声波流量计。

(1) 外贴式外贴式超声波流量计是生产最早, 用户最熟悉且应用最广泛的超声波流量计, 安装换能器无需管道断流,即贴即用,它充分体现了超声波流量计安装简单、使用方便的特点。

(2) 管段式某些管道因材质疏、导声不良,或者锈蚀严重,衬里和管道内空间有间隙等原因,导致超声波信号衰减严重,用外贴式超声波流量计无法正常测量, 所以产生了管段式超声波流量计。