流量計的性能對比

一 差壓式流量計

差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置（檢測件）和二次裝置（差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計，差壓式流量計及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標準化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數(shù),也可測量其它參數(shù)（如壓力、物位、密度等）。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為:節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標準化程度分為二大類:標準的和非標準的。
所謂標準檢測件是只要按照標準文件設(shè)計、制造、安裝和使用,無須經(jīng)實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標準檢測件是成熟程度較差的,尚未列入標準中的檢測件。
差壓式流量計是一類應(yīng)用zui廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居*。近年來,由于各種新型流量計的問世,它的使用量百分數(shù)逐漸下降,但目前仍是zui重要的一類流量計。
優(yōu)點:
（1）應(yīng)用zui多的孔板式流量計結(jié)構(gòu)牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長;
（2）應(yīng)用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;
（3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。

 

（1）測量精度普遍偏低;
（2）范圍度窄,一般僅3:1~4:1;
（3）現(xiàn)場安裝條件要求高;
（4）壓損大（指孔板、噴嘴等）。

注：一種新型產(chǎn)品：智能探針式流量計，客服了上述缺點，幾乎無壓損，精度達到0.2級。
應(yīng)用概況:
差壓式流量計應(yīng)用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應(yīng)用,如流體方面:單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等;工作狀態(tài)方面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方面:從幾mm到幾m;流動條件方面:亞音速、音速、脈動流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。

二 玻璃管轉(zhuǎn)子流量計

浮子流量計,又稱轉(zhuǎn)子流量計,是變面積式流量計的一種,在一根由下向上擴大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的,從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。
浮子流量計是僅次于差壓式流量計應(yīng)用范圍zui寬廣的一類流量計,特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期,日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。中國產(chǎn)量1990年估計在12~14萬臺,其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。
特點:
（1）玻璃錐管浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,缺點是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風險;
（2）適用于小管徑和低流速;
（3）壓力損失較低。


 

三 容積式流量計

容積式流量計,又稱定排量流量計,簡稱PD流量計,在流量儀表中是精度zui高的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分,根據(jù)測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。
容積式流量計按其測量元件分類,可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉(zhuǎn)子流量計、旋轉(zhuǎn)活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉(zhuǎn)筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。
優(yōu)點:
（1）計量精度高;
（2）安裝管道條件對計量精度沒有影響;
（3）可用于高粘度液體的測量;
（4）范圍度寬;
（5）直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便。
缺點:
（1）結(jié)果復雜,體積龐大;
（2）被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大;
（3）不適用于高、低溫場合;
（4）大部分儀表只適用于潔凈單相流體;
（5）產(chǎn)生噪聲及振動。
應(yīng)用概況:
容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量zui大的流量計,常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)（油品、天然氣等）的總量測量。
工業(yè)發(fā)達國家近年P(guān)D流量計（不包括家用煤氣表和家用水表）的銷售金額占流量儀表的13%~23%;我國約占20%,1990年產(chǎn)量（不包括家用煤氣表）估計為34萬臺,其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。


 

四 渦輪流量計

渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速,從而且推導出流量或總量的儀表。
一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。
渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質(zhì)量流量計稱為流量計中三類重復性、精度*的產(chǎn)品,作為類型流量計之一,其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。
優(yōu)點:
（1）高精度,在所有流量計中,屬于zui的流量計;
（2）重復性好;
（3）元零點漂移,抗*力好;
（4）范圍度寬;
（5）結(jié)構(gòu)緊湊。
缺點:
（1）不能長期保持校準特性;
（2）流體物性對流量特性有較大影響。
應(yīng)用概況:
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應(yīng)用:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優(yōu)良的天然氣計量儀表。

五 電磁流量計

電磁流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優(yōu)良特性,可以解決其它流量計不易應(yīng)用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。
70、80年代電磁流量在技術(shù)上有重大突破,使它成為應(yīng)用廣泛的一類流量計,在流量儀表中其使用量百分數(shù)不斷上升。
優(yōu)點:
（1）測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用于測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;
（2）不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失,節(jié)能效果好;
（3）所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響;
（4）流量范圍大,口徑范圍寬;
（5）可應(yīng)用腐蝕性流體。
缺點:
（1）不能測量電導率很低的液體,如石油制品;
（2）不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;
（3）不能用于較高溫度。
應(yīng)用概況:
電磁流量計應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程;中小口徑常用于高要求或難測場合,如鋼鐵工業(yè)高爐風口冷卻水控制,造紙工業(yè)測量紙漿液和黑液,化學工業(yè)的強腐蝕液,有色冶金工業(yè)的礦漿;小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物化學等有衛(wèi)生要求的場所。
六 渦街流量計

渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體,流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬于zui年輕的一類流量計,但其發(fā)展迅速,目前已成為通用的一類流量計。

 （1）結(jié)構(gòu)簡單牢固;
（2）適用流體種類多;
（3）精度較高;
（4）范圍度寬;
（5）壓損小。
缺點:
（1）不適用于低雷諾數(shù)測量;
（2）需較長直管段;
（3）儀表系數(shù)較低（與渦輪流量計相比）;
（4）儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應(yīng)用經(jīng)驗。

七 超聲波流量計

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。
根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件,均屬*流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點,近年來它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。
優(yōu)點:
（1）可做非接觸式測量;
（2）為無流動阻撓測量,無壓力損失;
（3）可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。
缺點:
（1）傳播時間法只能用于清潔液體和氣體;而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
（2）多普勒法測量精度不高。
應(yīng)用概況:
（1）傳播時間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。典型應(yīng)用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
（2）氣體應(yīng)用方面在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗;
（3）多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。