測量不(bú)同的介質選(xuan)擇不同的流(liu)量計
廣州迪(dí)川儀器儀表(biao)有限公司爲(wei)了保證流量(liàng)儀表在生産(chan)現場過程中(zhōng)發揮好、精确(que)的使用，流量(liàng)計的選擇🌂，必(bi)須🛀要根據生(shēng)産現場需要(yao)計量的介質(zhi)而定。
一、氣體(ti)介質，應選擇(ze)的流量計品(pǐn)種是：1、超聲波(bo)氣體流量計(jì)。2、渦街流量計(ji)。如氣體溫度(dù)超過300℃,可選氣(qi)壓式流量計(ji)。
三、砂漿、電(diàn)粉漿等大濃(nóng)度、固體顆粒(li)含量大的介(jiè)質，應選擇的(de)流量計品種(zhǒng)是：電磁流量(liàng)計。 四、自來水(shui)大流量🈲的介(jie)質，應選擇的(de)流✌️量計品種(zhong)是：适用選型(xing)爲智能電磁(cí)流量計、超聲(shēng)🈲波流量計。其(qí)他諸如渦街(jiē)流量計、孔闆(pǎn)流量計等也(yě)可以。
五、污水(shui)、紙漿等渾濁(zhuo)液體介質，應(ying)選擇的流量(liang)計品種是：1、超(chāo)🌈聲波流量計(jì)及智能電磁(ci)流量計。但在(zai)選用電磁流(liu)量計時要考(kǎo)慮液體中不(bu)含較多空氣(qi)或氣😍泡。 六、帶(dai)有較多氣泡(pao)的液體介質(zhì)，應選擇的流(liú)量計品種是(shi)：超聲波流量(liang)計，使用該類(lei)型的流量計(jì)測量✂️帶有氣(qi)泡的流體，效(xiào)果十分好。 七(qī)、純淨水、除鹽(yan)水等🛀電導率(lǜ)低的介質，應(ying)選擇的流量(liang)計品種是：超(chao)聲波流量計(jì)非常适合👄測(cè)量這類流體(tǐ)。 八、酸、堿液等(děng)強腐蝕性介(jiè)質，應選擇的(de)流量計品種(zhǒng)是：1、抗酸🚩堿内(nei)襯的🛀🏻電磁流(liu)量計。2、外夾式(shi)超聲波流🌍量(liang)計。
用以測量(liàng)管路中流體(ti)流量(單位時(shi)間内通過的(de)流🍉體👌體積)的(de)儀表。有轉子(zǐ)流量計、節流(liú)式流量計、細(xì)縫流量計、容(rong)積流量計、電(diàn)磁流量計、超(chāo)聲波流量計(ji)和堰等。
流量(liang)測量方法和(hé)儀表的種類(lèi)繁多,分類方(fāng)法也很多。至(zhi)今爲止⛷️,可供(gòng)工業用的流(liú)量儀表種類(lei)達60種之多。品(pǐn)種如此之❤️多(duō)的原因就在(zai)于至今還沒(méi)找到一💰種對(duì)任何流體、任(ren)何量程、任何(hé)流動狀态以(yǐ)及任何🙇♀️使用(yòng)條件都适用(yong)的流量儀表(biǎo)。
這60多種流量(liàng)儀表,每種産(chǎn)品都有它特(te)定的适用性(xìng),也都有它的(de)局限性。按測(ce)量對象劃分(fèn)就有封閉管(guan)道和明渠兩(liǎng)大類;按♍測量(liàng)目的又可分(fèn)爲總量測量(liàng)和流量測量(liang),其⭕儀表分别(bie)稱作總量表(biao)和流量計。
總(zong)量表測量一(yi)段時間内流(liu)過管道的流(liu)量,是以短💘暫(zàn)時間内流🐅過(guò)的總量除以(yǐ)該時間的商(shāng)來表示,實際(jì)上流量💰計通(tōng)🍓常亦備有累(lei)積流量裝置(zhì),做總量表使(shi)用,而總量表(biao)亦備有流量(liàng)發😘訊裝置。因(yin)此,以嚴格意(yì)義來分流量(liàng)計和總量表(biǎo)已無實際意(yi)義。
按照目前(qian)流行、廣泛的(de)分類法,即分(fen)爲:容積式流(liú)量計、差壓式(shì)流✏️量計、浮子(zǐ)流量計、渦輪(lún)流量計、電磁(ci)流量計、流體(tǐ)振蕩流量計(jì)中的渦街流(liú)量計、質量流(liu)量計和插入(rù)式流量計、探(tan)針式流量計(ji)，來💃分别闡述(shù)各種流量計(jì)的原理、特點(diǎn)、應用概況及(jí)國内外的發(fā)展⛹🏻♀️情況。
差壓(yā)式流量計是(shi)根據安裝于(yu)管道中流量(liàng)檢測件産生(sheng)的差壓⁉️,已知(zhī)的流體條件(jiàn)和檢測件與(yǔ)管道的幾何(he)♉尺寸來計算(suan)流量的儀表(biǎo)。
差壓式流量(liàng)計由一次裝(zhuāng)置(檢測件)和(he)二次裝置(差(chà)壓轉換和流(liú)量顯示儀表(biǎo))組成。通常以(yǐ)檢測件形式(shi)對差壓式🈲流(liu)量計分類,如(ru)孔闆流量計(ji)、文丘裏流量(liàng)計、均速💃管流(liú)量計等。
二次(ci)裝置爲各種(zhong)機械、電子、機(ji)電一體式差(chà)壓計,差壓變(bian)送器及流量(liàng)顯示儀表。它(tā)已發展爲三(san)化(系列🌏化、通(tong)用化及标準(zhǔn)化)程度😄很高(gao)的、種類規格(ge)龐雜的一大(dà)類儀表,它既(ji)可測🔴量流量(liang)參數,也可測(cè)量其它參數(shu)(如壓力、物位(wei)、密度等)。
差壓(yā)式流量計的(de)檢測件按其(qí)作用原理可(kě)分爲:節流👅裝(zhuāng)置、水力阻力(li)式、離心式、動(dong)壓頭式、動壓(yā)頭增益式及(jí)射流式幾大(dà)類。
檢測件又(yòu)可按其标準(zhun)化程度分爲(wei)二大類:标準(zhǔn)的和非标準(zhǔn)的。
所謂标準(zhun)檢測件是隻(zhī)要按照标準(zhun)文件設計、制(zhì)造🈲、安裝和使(shi)用⛱️,無須經實(shí)流标定即可(kě)确定其流量(liàng)值🏃和估✨算測(cè)量誤差。
非标(biāo)準檢測件是(shì)成熟程度較(jiao)差的,尚未列(lie)入标準中的(de)檢🔞測件。
優(yōu)點:
(1)應用多的(de)孔闆式流量(liàng)計結構牢固(gù),性能穩定可(ke)靠,使用壽命(ming)長;
(3)檢(jian)測件與變送(sòng)器、顯示儀表(biao)分别由不同(tong)廠家生産,便(bian)于規🚩模經濟(ji)生産。
缺點:
(1)測(ce)量精度普遍(biàn)偏低;
(2)範圍度(du)窄,一般僅3:1~4:1;
(3)現(xiàn)場安裝條件(jian)要求高;
注：一種(zhǒng)新型産品：引(yin)進美國航天(tiān)*而開發的平(píng)衡流量計🧑🏽🤝🧑🏻，這(zhè)👣種🛀流量計的(de)測量精度是(shi)傳統節流裝(zhuāng)置的5-10倍，永9壓(ya)力損失1/3。壓力(li)👌恢複快2倍，小(xiǎo)直管段可以(yi)小至1.5D，安裝和(he)🐇使用方便，大(da)大減少流體(tǐ)運行的能力(lì)消耗。
應用概(gai)況:
差壓式流(liú)量計應用範(fan)圍特别廣泛(fan),在封閉管道(dao)的流量測量(liàng)中各種對象(xiang)都有應用,如(ru)流體方面:單(dān)相、混相、潔淨(jing)🔅、髒污、粘性流(liu)等;工作狀态(tai)方面:常壓、高(gāo)壓、真空、常溫(wēn)、高溫、低溫等(děng);管徑方面:從(cong)幾mm到幾m;流動(dòng)條📐件方面:亞(ya)音速、音速🐕、脈(mò)動流等。它在(zai)各工✍️業部門(mén)的💁用量約占(zhàn)流⛱️量計全部(bu)用🔴量的1/4~1/3。
3.2 浮子(zi)流量計
浮子(zi)流量計,又稱(cheng)轉子流量計(jì),是變面積式(shì)流量計的一(yi)種,在🌈一根由(you)下向上擴大(da)的垂直錐管(guǎn)中,圓形橫截(jie)面的浮子的(de)重力是由液(yè)體動力承受(shòu)的,從而使浮(fu)子💔可以在錐(zhui)管内自由地(dì)上升和下降(jiang)。
浮子流量計(jì)是僅次于差(cha)壓式流量計(ji)應用範圍寬(kuān)廣的🛀🏻一類流(liu)量計,特别在(zai)小、微流量方(fāng)面有舉足輕(qing)🧑🏾🤝🧑🏼重的作用。
80年(nián)代中期,日本(ben)、西歐、美國的(de)銷售金額占(zhan)流量儀表的(de)15%~20%。中國産量1990年(nian)估計在12~14萬台(tai),其中95%以上爲(wei)玻璃錐管浮(fu)子流量計。
(2)适用于小(xiǎo)管徑和低流(liu)速;
(3)壓力損失(shi)較低。
3.3容積式(shì)流量計
容積(jī)式流量計,又(yòu)稱定排量流(liu)量計,簡稱PD流(liu)量計,在流量(liàng)儀表中是精(jīng)度高的一類(lèi)。它利用機械(xie)測量元件把(ba)流體連續不(bú)斷地分割成(cheng)單個已知的(de)體積部分,根(gēn)據測量室逐(zhu)次重複地充(chōng)滿和排放該(gāi)體積部分流(liu)體的次數來(lái)測量流體體(tǐ)積總量。
容積(ji)式流量計按(an)其測量元件(jiàn)分類,可分爲(wèi)橢圓齒輪流(liú)量計、刮闆流(liú)量計、雙轉子(zǐ)流量計、旋轉(zhuan)活塞流量計(jì)、往複活塞流(liú)量💰計、圓盤流(liú)量計、液封轉(zhuan)筒式流量計(ji)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量(liang)計等。
優點:
(1)計(jì)量精度高;
(3)可(ke)用于高粘度(du)液體的測量(liang);
(4)範圍度寬;
(5)直(zhí)讀式儀表無(wu)需外部能源(yuán)可直接獲得(de)累計,總量🤞,清(qing)晰明🔞了,操作(zuo)簡便。
缺點:
(1)結(jié)果複雜,體積(jī)龐大;
(3)不适用于(yú)高、低溫場合(hé);
(4)大部分儀表(biǎo)隻适用于潔(jie)淨單相流體(tǐ);
(5)産生噪聲及(ji)振動。
應用概(gài)況:
容積式流(liú)量計與差壓(ya)式流量計、浮(fu)子流量計并(bing)列爲三類使(shi)用量大的流(liú)量計,常應用(yòng)于昂貴介質(zhì)(油品、天然氣(qi)等)的總量測(cè)量。
工業發達(dá)國家近年PD流(liú)量計(不包括(kuo)家用煤氣表(biǎo)和家用水表(biao))的銷售金額(e)占流量儀表(biǎo)的13%~23%;我國約占(zhan)20%,1990年♌産量(不包(bāo)括家用煤氣(qi)表)估計爲34萬(wan)台,其中橢圓(yuán)齒輪式和腰(yāo)輪式分别約(yuē)占70%和20%。
3.4 渦輪流(liú)量計
渦輪流(liu)量計,是速度(dù)式流量計中(zhōng)的主要種類(lei),它采⛱️用✊多葉(ye)🏃🏻片的轉子(渦(wō)輪)感受流體(ti)平均流速,從(cóng)而且推導出(chu)流👣量或⭕總量(liang)的儀表。
一般(bān)它由傳感器(qi)和顯示儀兩(liang)部分組成,也(ye)可做成整體(ti)式。
渦輪流量(liàng)計和容積式(shi)流量計、科裏(lǐ)奧利質量流(liu)量💋計稱爲流(liú)量👈計中三類(lèi)重複性、精度(du)佳的産品,作(zuò)爲❌類型流量(liang)計之一,其産(chǎn)品已發展爲(wèi)多品種、多系(xi)列批量生産(chǎn)的規模。
優點(dian):
(1)高精度,在所(suo)有流量計中(zhong),屬于精确的(de)流量計;
(2)重複(fú)性好;
(3)元零點(diǎn)漂移,抗幹擾(rǎo)能力好;
(5)結構緊(jǐn)湊。
缺點:
(1)不能(neng)長期保持校(xiào)準特性;
(2)流體(tǐ)物性對流量(liang)特性有較大(dà)影響。
應用概(gai)況:
渦輪流量(liàng)計在以下一(yī)些測量對象(xiang)獲得廣泛應(ying)用✔️:石油、有🙇🏻機(ji)🏃🏻♂️液體、無機液(ye)、液化氣、天然(rán)氣和低溫流(liú)體☔統在🐆歐洲(zhōu)和美國,渦輪(lún)流量計在用(yong)量上是僅次(cì)于孔闆流⭕量(liàng)計的天然計(ji)✨量儀表,僅荷(hé)蘭在天然氣(qì)管線上就采(cai)😍用了2600多台各(gè)種尺寸,壓力(lì)從0.8~6.5MPa的氣體渦(wo)輪⭐流量計,它(tā)們已成爲優(yōu)良的天然氣(qi)計量儀表。
3.5電(diàn)磁流量計
電(diàn)磁流量計是(shì)根據法拉弟(di)電磁感應定(ding)律制成的一(yi)種測量導電(diàn)性液體的儀(yí)表。
電磁流量(liàng)計有一系列(lie)優良特性,可(kě)以解決其它(tā)流量計不易(yì)應用的問題(ti),如髒污流、腐(fu)蝕流的測量(liang)。
優點:
(1)測量(liàng)通道是段光(guang)滑直管,不會(hui)阻塞,适用于(yú)測量含固體(tǐ)顆🌈粒的液固(gu)二相流體,如(rú)紙漿、泥漿、污(wū)水等;
(2)不産生(sheng)流量檢測所(suǒ)造成的壓力(li)損失,節能效(xiào)果好;
(3)所測得(dé)體積流量實(shí)際上不受流(liú)體密度、粘度(dù)、溫度💯、壓力🔴和(hé)電導率變化(hua)的明顯影響(xiǎng);
(4)流量範圍大(da),口徑範圍寬(kuan);
(5)可應用腐蝕(shi)性流體。
缺點(diǎn):
(1)不能測量電(dian)導率很低的(de)液體,如石油(yóu)制品;
(2)不能測(ce)量氣體、蒸汽(qi)和含有較大(dà)氣泡的液體(ti);
應用(yong)概況:
電磁流(liú)量計應用領(ling)域廣泛,大口(kǒu)徑儀表較多(duō)應用于給排(pái)水工🈲程;中小(xiǎo)口徑常用于(yu)高要求或難(nán)測場🏃🏻合,如鋼(gāng)鐵✌️工業高爐(lu)風口冷卻水(shuǐ)控制,造紙工(gong)業測量紙漿(jiang)液和黑🍓液,化(huà)學工業的強(qiáng)腐蝕液,有色(sè)冶金👈工業的(de)礦漿;小口徑(jing)、微小口徑常(cháng)用于醫藥工(gōng)業、食🚶品工業(ye)、生物化學等(deng)有衛生要求(qiú)的場所。
3.6 渦街(jiē)流量計
渦街(jie)流量計是在(zài)流體中安放(fàng)一根非流線(xian)型遊渦發生(sheng)體,流體在發(fa)生體兩側交(jiao)替地分離釋(shi)放出兩串規(guī)🏒則地交錯排(pái)列的遊渦的(de)儀表。
渦街流(liú)量計按頻率(lü)檢出方式可(ke)分爲:應力式(shi)、應變式、電容(róng)📧式、熱🈚敏式、振(zhèn)動體式、光電(diàn)式及超聲式(shì)等。
渦街流量(liang)計是屬于年(nián)輕的一類流(liu)量計,但其發(fā)展👨❤️👨迅速,目前(qian)已成爲通用(yong)的一類流量(liàng)計。
優點:
(1)結構(gou)簡單牢固;
(2)适(shì)用流體種類(lèi)多;
(3)精度較高(gāo);
(4)範圍度寬;
(5)壓(yā)損小。
缺點:
(1)不(bú)适用于低雷(léi)諾數測量;
(2)需(xū)較長直管段(duàn);
(4)儀(yi)表在脈動流(liú)、多相流中尚(shàng)缺乏應用經(jīng)驗。
3.7 超聲波流(liu)量計
超聲波(bō)流量計是通(tōng)過檢測流體(tǐ)流動對超聲(shēng)束(或超聲脈(mo)📱沖)的作用以(yi)測量流量的(de)儀表。
根據對(dui)信号檢測的(de)原理超聲流(liú)量計可分爲(wèi)傳播💃速度差(cha)法(直🥵接時差(cha)法、時差法、相(xiàng)位差法和頻(pin)差法)、波束偏(piān)移👅法、多普勒(le)法、互相關法(fa)、空間濾法及(ji)噪聲法等。
超(chāo)聲流量計和(he)電磁流量計(ji)一樣,因儀表(biǎo)流通通道未(wèi)設💰置任何阻(zu)礙件,均屬*流(liú)量計,是适于(yu)解決流量測(ce)量困難✂️問題(ti)🐅的一類流量(liang)計,特别在大(dà)口徑流量測(ce)量方面有較(jiao)✊突出的🌐優點(diǎn),近年來它🌈是(shi)發展迅速的(de)一類流量計(ji)之一。
優點:
(1)可(ke)做非接觸式(shì)測量;
(2)爲無流(liú)動阻撓測量(liang),無壓力損失(shi);
(3)可測量非導(dao)電性液體,對(duì)無阻撓測量(liang)的電磁流量(liang)計是一種補(bǔ)充。
缺點:
(1)傳播(bō)時間法隻能(néng)用于清潔液(yè)體和氣體;而(ér)多普勒法隻(zhī)能用于測量(liàng)含有一定量(liang)懸浮顆粒和(hé)氣泡的液體(ti);
(2)多普勒法測(ce)量精度不高(gao)。
應用概況:
(1)傳(chuan)播時間法應(ying)用于清潔、單(dan)相液體和氣(qì)體。典型應用(yong)有工廠排放(fang)液、:怪液、液化(hua)天然氣等;
(2)氣(qi)體應用方面(miàn)在高壓天然(rán)氣領域已有(yǒu)使用良好的(de)經驗;
[編輯本段]3.8 科(ke)裏奧利質量(liàng)流量計
科裏(lǐ)奧利質量流(liú)量計(以下簡(jian)稱CMF)是利用流(liú)體在振動管(guan)中流🈲動時,産(chan)生與質量流(liú)量成正比的(de)科裏奧利力(lì)原理制成✨的(de)一🌍種直接式(shi)質量流量儀(yi)表。
我國CMF的應(yīng)用起步較晚(wǎn),近年已有幾(jǐ)家制造廠(如(rú)太行⛱️儀表廠(chang))自🥰行開發供(gong)應市場;還有(you)幾家制造廠(chang)組建合資企(qi)業或引用生(sheng)産系列儀表(biao)。
熱式氣體質(zhì)量流量計
熱(re)式流量計傳(chuan)感器包含兩(liǎng)個傳感元件(jiàn)，一個速度傳(chuan)感器和一個(gè)溫度傳感器(qi)。它們自動地(dì)補償和校正(zhèng)氣體溫度變(biàn)化。儀表的電(dian)加熱部分将(jiang)速度傳感器(qi)加熱到高于(yú)工況溫度的(de)某一個定值(zhí)，使速度傳感(gan)器和測量工(gōng)況溫度的傳(chuán)感器之間形(xing)成恒定溫🔞差(chà)。當保持溫差(cha)不變時，電加(jia)熱消耗的能(neng)量，也可以💘說(shuō)熱消散值，與(yǔ)流過氣體的(de)質量流量成(cheng)正比。
熱式氣(qì)體質量流量(liàng)計即Mass Flow Meter(縮寫爲(wei)MFM)，它是氣體流(liú)量計量⛹🏻♀️中新(xīn)㊙️型🐪儀表，區别(bié)于其它氣體(tǐ)流量計不需(xū)要進行壓力(lì)和溫度修正(zhèng)，直接測量氣(qi)體的質量流(liu)量，一支傳感(gan)器可以做到(dào)量程從極低(dī)到高量程。它(tā)适合單一氣(qi)體和固定比(bǐ)例多組份氣(qi)體的測量。
熱(rè)式氣體質量(liàng)流量計是用(yong)于測量和控(kong)制氣體質量(liang)流🈲量的新型(xing)儀表。可用于(yú)石油、化工、鋼(gang)鐵、冶金、電👣力(li)、輕工、醫藥、環(huan)保等✉️工業部(bù)門的空氣、烴(ting)類氣體、可燃(ran)性氣體、煙道(dào)氣體的監測(cè)。
可靠性(xìng)高 重複性好(hǎo) 測量精度高(gāo) 壓損小
無活(huó)動部件 量程(chéng)比寬 響應速(su)度快 無須溫(wēn)壓補償
應 用(yong)
•工業管道中(zhong)氣體質量流(liu)量測量 •煙囪(cong)排出的煙氣(qi)流速🌈測🐆量
•壓縮空氣流(liú)量測量 •半道(dào)體芯片制造(zao)過程中氣體(ti)流量測💋量
•污(wū)水處理中氣(qi)體流量測量(liang) •加熱通風和(hé)空調系統⛹🏻♀️中(zhōng)的氣體流量(liàng)測量
•熔劑回(huí)收系統氣體(tǐ)流量測量 •燃(rán)燒鍋爐中燃(rán)燒氣體流量(liàng)測🔆量
•天然氣(qì)、火炬氣、氫氣(qì)等氣體流量(liang)測量
•啤酒生(sheng)産過程中二(èr)氧化碳氣體(ti)流量測量
•水(shui)泥、卷煙、玻璃(lí)廠生産過程(cheng)中氣體質量(liàng)流量測量
如(rú)：美國SIERRA
中國DSN
3.9 明(ming)渠流量計
與(yu)前述幾種不(bu)同,它是在非(fei)滿管狀敞開(kāi)渠道測量自(zi)由表面自然(rán)流的流量儀(yí)表。
非滿管态(tài)流動的水路(lu)稱作明渠,測(cè)量明渠中水(shui)流流🔞量🌈的稱(chēng)作明渠流量(liang)計(open channel flowmeter)。
明渠流量(liàng)計除圓形外(wài),還有U字形、梯(tī)形、矩形等多(duō)種形狀。
4, 新工作原(yuan)理流量儀表(biǎo)的研究和開(kāi)發
4.1 靜電流量(liang)計
日本東京(jing)技術學院研(yán)制适用于石(shí)油輸送管線(xian)低導電液體(ti)流量測量的(de)靜電流量計(ji)。
靜電流量計(jì)的金屬測量(liàng)管絕緣地與(yu)管系連接,測(cè)量♈電容器❄️上(shang)靜電荷便可(kě)知道測量管(guan)内的電荷。他(tā)們分🐆别作了(le)内徑4~8mm銅、不鏽(xiu)鋼等金屬和(hé)塑料測量管(guǎn)☎️儀表的實流(liú)試驗,試驗表(biǎo)明流量與電(diàn)荷之間接近(jìn)于線性。
4.2 複合(hé)效應流量儀(yi)表
(combined effects meter)
該儀表的(de)工作原理是(shi)基于流體的(de)動量和壓力(lì)作用于儀表(biao)🌈腔體産生的(de)變形,測量複(fu)合效應的變(biàn)形㊙️求取流量(liang)💃🏻。本儀表由美(měi)國GMI工程和管(guǎn)理學院開發(fā),已申請兩項(xiang)專力。
4.3 轉速表(biǎo)式流量傳感(gan)器
(tachmetric flowrate sensor)
5, 幾種流量儀(yi)表應用和發(fa)展動向
5.1 科裏(lǐ)奧利質量流(liu)量計(CMF)
5.2 電磁流量(liang)計(EMF)
EMF從50年代初(chu)進入工業應(yīng)用以來,使用(yòng)領域日益擴(kuò)展,80年代後期(qi)起在各國流(liú)量儀表銷售(shou)金額中已占(zhan)16%~20%。
我國近年發(fā)展迅速,1994年銷(xiāo)售估計爲6500~7500台(tai)。國内已生産(chǎn)🎯大口徑爲🐕2~6m的(de)ENF,并有實流校(xiao)驗口徑3m的設(she)備能力。
5.3 渦街(jie)流量計(USF)
USF在60年(nian)代後期進入(ru)工業應用,80年(nian)代後期起在(zai)各國流量儀(yi)表銷售⭐金額(é)中已占4%~6%。1992年世(shi)界範圍估計(ji)銷售量爲3.54.8萬(wan)台,同期國✔️内(nèi)産品估計在(zài)8000~9000台。
5.4威力巴流(liu)量計
威立巴(bā)流量計計采(cǎi)用了*符合空(kong)氣動力學原(yuán)理的✏️工程🏃♂️結(jié)構設計，是一(yī)種在精度、功(gōng)效及可靠方(fāng)面達到了無(wu)比卓yue程度的(de)傳感元件。
6, 結(jié)論
每種流量計(ji)都有其适用(yong)範圍,也都有(you)局限性。這就(jiu)要求我們🧑🏾🤝🧑🏼:
(1)在(zài)選擇儀表時(shi),一定要熟悉(xī)儀表和被測(ce)對象兩方🐇面(miàn)的情況,并要(yao)兼顧考慮其(qí)它因素,這樣(yàng)測量才會準(zhun)确;
(2)努力研制(zhì)新型儀表,使(shi)其在現有的(de)基礎上更加(jiā)完善。
差壓(ya)式流量計(以(yi)下簡稱DPF或流(liú)量計)是根據(jù)安裝于☀️管道(dào)✏️中㊙️流量檢測(cè)件産生的差(chà)壓、已知的流(liú)體條件和檢(jian)測件☔與管道(dao)的幾何尺寸(cun)來測量流量(liàng)的儀表。DPF由一(yī)次✏️裝置(檢❗測(cè)件)和二次裝(zhuang)置(差壓轉換(huan)和流量顯示(shì)儀表)組成。通(tong)常以檢測件(jian)的型式對🔅DPF分(fèn)類，如孔🏃♀️扳流(liú)量計、文丘裏(li)管流量計及(jí)均速管流量(liàng)計等。二次裝(zhuāng)置爲各種機(jī)械、電子、機電(dian)一體式差壓(ya)計，差壓變送(song)器和流量顯(xian)🈲示及計算儀(yi)表，它已發展(zhan)爲三化(系列(lie)化、通用化及(jí)标準化)程度(du)很高的種🏃🏻類(lei)規格龐雜的(de)一大類儀表(biǎo)。差壓計既可(kě)用于測量流(liu)量參數，也可(kě)測量其他參(cān)數(如壓力、物(wù)位、密度等)。
DPF按(àn)其檢測件的(de)作用原理可(kě)分爲節流式(shi)、動壓頭式、水(shuǐ)力阻👌力式🏃、離(li)心式、動壓增(zeng)益式和射流(liú)式等幾大類(lei)，其中以節流(liu)式和動壓💁頭(tóu)式應用爲廣(guang)泛。
标(biao)準型節流式(shì)DPF的發展經過(guò)漫長的過程(cheng)，早在20世紀20年(nian)代，美國和歐(ōu)洲即開始進(jin)行大規模的(de)節流裝置試(shì)驗研究。用得(dé)普遍的節流(liú)裝置--孔闆和(he)噴嘴開始标(biao)準化。現在标(biāo)準噴嘴的一(yī)種⛷️型式ISA l932噴嘴(zui)，其幾何形狀(zhuàng)就是30年代标(biao)準化的，而标(biao)準孔闆亦曾(céng)🤞稱爲ISA l932孔闆。節(jie)流裝置結構(gou)形式的标準(zhun)化有很深遠(yuǎn)的意義，因⭐爲(wèi)隻有節流☎️裝(zhuāng)置結構形式(shi)标準化了，才(cai)有可能把上(shàng)衆多研究成(cheng)果♻️彙集到♻️一(yi)起，它促進檢(jian)測件的理論(lùn)和實踐向深(shēn)度和廣度拓(tuo)展，這是其他(ta)流量計所不(bu)及的。1980年ISO(标準(zhǔn)化組織)正式(shi)通過标準ISO 5167，至(zhi)此流量測量(liang)節流裝置*個(gè)标準誕生了(le)。ISO 5167總結了幾十(shi)🈲年來上對爲(wèi)數有限的⭐幾(ji)種節流裝置(zhì)💯(孔闆、噴嘴和(hé)文丘裏管💛)的(de)理論與試驗(yan)的研究成果(guǒ)，反映了此類(lèi)檢測件的當(dang)代科學與生(shēng)産的技術水(shuǐ)平。但是從ISO 5167正(zheng)🧑🏾🤝🧑🏼式頒布之日(ri)起，它就暴露(lù)出許多亟待(dài)解決的問題(tí)，這些問題主(zhu)要有以下幾(jǐ)個方🍉面。
2) ISO 5167中關于直管(guǎn)段長度規定(ding)的問題 在ISO投(tou)票通過ISO 5167時，美(mei)國投了反對(duì)票，其主要原(yuan)因是對直管(guan)段長度的規(guī)定有不同意(yì)見，這個問題(tí)應是ISO 5167修訂的(de)主要問題之(zhī)一。
3) ISO 5167中各項規(guī)定的科學性(xing)問題 影響節(jiē)流裝置流出(chu)系數的因素(sù)特别多，主要(yao)有孔徑與管(guǎn)徑的比值β、取(qu)壓裝置、雷諾(nuò)🐇數、節流件安(ān)裝偏心度、前(qián)後阻流件類(lei)型及直管段(duan)長度、孔闆入(rù)口邊緣💛尖銳(ruì)度、管壁粗糙(cāo)度、流體流動(dong)湍流度等，衆(zhōng)多因素影響(xiang)錯綜複雜，有(yǒu)的🧡參數難以(yi)直接測量，因(yīn)此🙇🏻标準中有(yǒu)些規定并非(fēi)科學地确定(dìng)，而是爲了取(qǔ)得一緻，不得(dé)不人爲地确(què)定。*流量專家(jiā)斯賓塞(E.A.Spencer)提出(chu)一系列應重(zhong)新檢讨的問(wèn)題，如✌️孔闆平(ping)直度、同心度(du)、直角邊緣尖(jian)銳度、管道粗(cu)糙度、上遊流(liu)速分布及流(liú)動調整器的(de)作用等。
4)關于(yu)節流式DPF測量(liàng)精确度提高(gāo)的問題 鑒于(yu)節流式DPF在流(liu)☀️量計中占有(you)重要地位，提(ti)高其測量精(jing)确度意義重(zhòng)大。曆次學術(shù)會議認爲必(bì)須使流量測(ce)量工作者、流(liu)體力學與計(ji)算機技術工(gong)作者緊密合(hé)作共同攻關(guan)才能解決此(cǐ)問題。
我們(men)通常稱ISO 5167(GB/T2624)中所(suo)列節流裝置(zhi)爲标準節流(liu)裝置，其他的(de)都稱爲非标(biāo)準節流裝置(zhì)，應該指出，非(fei)标準節流裝(zhuang)置不僅是指(zhǐ)那👅些節流裝(zhuang)置結構與标(biao)難節流💁裝置(zhi)相異的，如🏃♀️果(guǒ)标準節流裝(zhuang)置在偏🏒離标(biao)準條件🧑🏽🤝🧑🏻下工(gōng)作亦應稱爲(wei)非标準節流(liú)裝置，例如，标(biao)準孔闆在混(hùn)相流或标準(zhun)文丘裏噴嘴(zuǐ)在臨界流下(xia)工作的都是(shì)。
目前非标準(zhun)節流裝置大(dà)緻有以下一(yī)些種類：
1)低雷(léi)諾數用 1/4圓孔(kǒng)闆，錐形入口(kǒu)孔闆，雙重孔(kong)闆，雙斜孔闆(pǎn)，半圓孔闆等(děng)；
2)髒污介質用(yong) 圓缺孔闆，偏(piān)心孔闆，環狀(zhuang)孔闆，楔形孔(kong)闆，彎管節流(liu)件等；
3)低壓損(sun)用 羅洛斯管(guǎn)，道爾管，道爾(ěr)孔闆，雙重文(wén)丘裏噴嘴，通(tōng)用文丘裏管(guǎn)，Vasy管等；
4)小管徑(jìng)用 整體(内藏(cáng))孔闆；
5)端頭節(jiē)流裝置 端頭(tóu)孔闆，端頭噴(pēn)嘴，Borda管等；
6)寬範(fan)圍度節流裝(zhuang)置 彈性加載(zai)可變面積可(ke)變壓頭流量(liang)計💜(線性孔闆(pan))；
7)毛細管節流(liú)件 層流流量(liàng)計；
8)脈動流節(jie)流裝置；
9)臨界(jie)流節流裝置(zhi) 音速文丘裏(li)噴嘴；
10)混相流(liu)節流裝置。
節(jiē)流式DPF現場應(yīng)用的不斷拓(tuo)展必然提出(chū)發展非标準(zhun)節流裝🛀🏻置的(de)要求，十餘年(nian)來ISO亦在不斷(duan)制訂有關🍓非(fēi)标🐪準節流裝(zhuāng)置的技術文(wen)件，在它們不(bu)能成爲正🐇式(shi)标準之前作(zuo)爲技術報告(gào)發表。可以👈預(yù)見，今後有❓可(kě)能若幹較爲(wei)成熟🎯的非标(biao)準節流裝置(zhì)🤞會晉升爲标(biāo)準型的。
20世紀(ji)90年代中後期(qi)世界範圍内(nèi)各式DPF銷售量(liàng)在流量儀✉️表(biao)總量中🚩台數(shu)占50%-60%(每年約百(bǎi)萬台)，金額占(zhàn)30%左右。我⛱️國銷(xiao)售台數約占(zhàn)流量儀🐇表總(zǒng)量(不包括*表(biǎo)和家用水表(biao)及玻璃管浮(fú)子流量計)的(de)35%-42%(每年6萬-7萬台(tái))。
2 工作原理
2.1 基(jī)本原理
充滿(man)管道的流體(tǐ)，當它流經管(guǎn)道内的節流(liú)件時，如圖4.1所(suǒ)示，流速将在(zai)節流件處形(xing)成局部收縮(suō)，因而流🏒速增(zēng)加，靜壓力降(jiàng)低，于是☎️在節(jie)流件前後便(bian)産生了壓差(cha)。流體流量愈(yu)大，産生的壓(yā)差愈大，這樣(yàng)可依據壓差(chà)來衡量流量(liàng)的大小。這種(zhǒng)⁉️測量方法是(shì)以流動連續(xù)性方程💋(質量(liàng)守恒定律)和(hé)伯努利方程(cheng)(能量守♻️恒定(dìng)律)爲基礎的(de)。壓差的大小(xiao)不僅與流量(liang)還與其他許(xu)多因素有關(guan)，例如當節流(liu)裝置形式或(huo)管道内✂️流體(ti)的物理性質(zhi)(密度、粘度)不(bú)同時，在同樣(yàng)大小的🆚流量(liang)下産生的壓(ya)差也是不同(tóng)的。
圖4.1 孔闆附(fù)近的流速和(hé)壓力分布
2.2 流(liú)量方程
式中(zhong) qm--質量流量，kg/s;
qv--體(tǐ)積流量，m3/s;
C--流出(chu)系數；
ε--可膨脹(zhang)性系數；
β--直徑(jìng)比，β=d/D;
P--差壓(yā)，Pa；
ρl--上遊流體密(mi)度，kg/m3。
由上式可(ke)見，流量爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個(gè)參數的函數(shù)，此6個參數可(ke)分爲實測量(liàng)🏃[d，ρ，P，β(D)]和統計量(C、ε)兩(liǎng)類。
(1)實測量
1)d、D 式(shi)(4.1)中d與流量爲(wei)平方關系，其(qi)精确度對流(liu)量總精度影(yǐng)響較大，誤差(chà)值一般應控(kòng)制在±0.05%左右，還(hái)應計及工作(zuò)溫度對材料(liao)熱膨脹的影(yǐng)響。标準規定(ding)管道内徑📞D必(bi)須實測，需在(zài)上遊管段的(de)幾個截面上(shang)進行多次測(ce)量求其平均(jun)值，誤差不應(yīng)大🈲于±0.3%。除對數(shu)值測量精🧡度(du)要求較高外(wài)，還應考慮内(nèi)徑偏差會對(dui)節流件上遊(yóu)通道造成不(bu)正常節流現(xiàn)象所帶來的(de)嚴重影響。因(yin)此，當不是成(cheng)套供應節✉️流(liu)裝置時，在現(xiàn)場配管應🎯充(chōng)🔱分注意這個(ge)問題。
2)ρ ρ在流量(liàng)方程中與P是(shì)處于同等位(wei)置，亦就是說(shuo)，當追求差壓(yā)變送器高精(jing)度等級時，絕(jue)不要忘記ρ的(de)測量精度亦(yì)應與之相匹(pi)配。否則P的提(tí)高将會被ρ的(de)降低所抵消(xiāo)。
3)P 差壓P的精确(què)測量不應隻(zhi)限于選用一(yi)台高精度差(cha)💞壓變送器📞。實(shi)際上差壓變(biàn)送器能否接(jie)受到真實的(de)差壓值還決(jue)定于一系列(lie)因素，其中正(zhèng)确的取壓孔(kong)及引壓管線(xian)的制造、安裝(zhuang)及使用是保(bǎo)證獲得真實(shí)差壓值的關(guan)鍵，這些影響(xiǎng)因素💜很多是(shi)難以定量或(huò)定性确定的(de)，隻有加強制(zhi)造及安裝的(de)☔規範化工作(zuo)😘才能達到目(mù)的。
(2)統計量
1)C 統(tong)計量C是無法(fǎ)實測的量(指(zhi)按标準設計(jì)制造安裝👄，不(bú)經校🈲準使🌈用(yòng))，在現場使用(yong)時複雜的情(qing)況出現在實(shi)際的C值與标(biāo)準确🔞定的😘C值(zhí)不相符合。它(tā)們的偏離是(shì)由設計、制造(zào)、安裝及使用(yòng)一系列因素(sù)造成的。應該(gai)明确，上述各(gè)環節全部嚴(yan)格遵循标準(zhun)的規定，其實(shí)際值才會與(yǔ)标準确定的(de)值相符合，現(xiàn)場是難以*這(zhe)種要求的。
應(ying)該指出，與标(biao)準條件的偏(piān)離，有的可定(ding)量估算(可進(jìn)行修正)，有的(de)隻能定性估(gu)計(不确定度(du)的幅值與方(fang)向)。但是在現(xiàn)實中，有時不(bu)僅是一個條(tiao)件偏離，這就(jiu)帶來非常複(fu)雜的情🌈況，因(yin)爲一般資🌏料(liao)中隻介紹某(mou)一條件偏離(lí)引起的誤差(chà)。如果許多條(tiao)♊件同時偏👌離(li)，則缺少相關(guan)的資料可查(chá)。
2)ε 可膨脹性系(xì)數ε是對流體(tǐ)通過節流件(jian)時密度發生(sheng)變化而引起(qǐ)的流出系數(shù)變化的修正(zheng)，它的誤差由(yóu)兩部分組成(chéng)：其一爲常用(yòng)流量下ε的誤(wu)差，即标準确(què)🎯定值的誤差(cha)；其二爲由于(yú)流量變化ε值(zhi)将随之波動(dòng)帶來的誤差(chà)。一般在低靜(jìng)壓高差壓情(qing)況，ε值有不可(kě)忽略的誤差(cha)。當P/P≤0.04時，ε的誤差(chà)可忽略不計(ji)。
3 分 類
差壓式(shi)流量計分類(lei)如表4.1所示。
表(biǎo)4.1 差壓式流量(liang)計分類表
分(fen)類原則 分 類(lei) 類 型
按産生(sheng)差壓的作用(yòng)原理分類 1)節(jiē)流式；2)動壓頭(tou)式；3)水☎️力阻力(lì)式；4)離心式；5)動(dòng)壓增益式；6)射(shè)流式
按結構(gòu)形式分類 1)标(biao)準孔闆；2)标準(zhun)噴嘴；3)經典文(wen)丘裏管；4)文丘(qiū)裏噴嘴；5)錐形(xing)入口孔闆；6)1/4圓(yuan)孔闆；7)圓缺孔(kǒng)闆；8)偏💞心孔闆(pǎn)；9)楔形孔🚶闆；10)整(zheng)體(内🙇♀️藏)孔闆(pan)；11)線性孔闆；12)環(huan)形孔闆；13)道爾(er)管；14)羅洛斯管(guan)；15)彎管；16)可換孔(kong)闆節流裝置(zhì)；17)臨界流節流(liú)裝置
按用途(tu)分類 1)标準節(jie)流裝置；2)低雷(léi)諾數節流裝(zhuang)置；3)髒污流節(jiē)流裝置；4)低壓(ya)損節流裝置(zhi)；5)小管徑節流(liú)裝置；6)寬範🔞圍(wéi)度🔴節流裝置(zhi)；7)臨界流節流(liu)裝置；
1)節(jiē)流式 依據流(liu)體通過節流(liu)件使部分壓(yā)力能轉變🔴爲(wei)✍️動能以産🌈生(shēng)差壓的原理(lǐ)工作，其檢測(cè)件稱
2)動(dòng)壓頭式 依據(ju)動壓轉變爲(wei)靜壓的原理(lǐ)工作，如均速(su)管流量計。
3)水(shui)力阻力式 依(yī)據流體阻力(li)産生的壓差(cha)原理工作，檢(jiǎn)測件爲毛細(xì)管束，又稱層(céng)流流量計，一(yi)
般用于微小(xiao)流量測量。
4)離(lí)心式 依據彎(wan)曲管或環狀(zhuàng)管産生離心(xin)力原理形成(cheng)的壓差工作(zuò)，如彎管流量(liàng)計，環形管流(liu)量
計等。
5)動壓(ya)增益式 依據(jù)動壓放大原(yuán)理工作，如皮(pi)托-文丘裏管(guan)。
6)射流式 依據(ju)流體射流撞(zhuàng)擊産生原理(li)工作，如射流(liu)式🏃♂️差壓🌈流量(liang)計。
3.2 按結構形(xing)式分類
1) 标準(zhun)孔闆 又稱同(tong)心直角邊緣(yuan)孔闆，其軸向(xiàng)截面如圖4.2所(suo)示。孔闆㊙️是一(yi)塊加工成圓(yuan)形同心的具(ju)有銳利✂️直角(jiǎo)邊緣的薄💋闆(pan)。孔闆開孔的(de)上遊側邊緣(yuan)應是銳利的(de)直角。标準孔(kǒng)闆有三種取(qǔ)壓方式🧡：角接(jiē)、法蘭及D-D/2取壓(ya)；如圖4.3所示。爲(wèi)從🏃♀️兩個方向(xiàng)的任一個方(fang)向測量流量(liang)，可采用對稱(cheng)孔闆，節流孔(kǒng)的兩個邊緣(yuán)均符合直角(jiǎo)邊緣孔闆上(shang)遊邊緣的特(tè)性，且孔闆全(quan)部厚度不超(chāo)過節流孔的(de)厚度。
圖4.2 标準(zhun)孔闆
圖4.3 孔闆(pan)的三種取壓(ya)方式
2) 标準噴(pen)嘴 有兩種結(jie)構形式：ISA 1932噴嘴(zui)和長徑噴嘴(zuǐ)。
圖4.4 ISA 1932噴(pen)嘴
b. 長徑噴嘴(zui)(圖4.5) 上遊面由(you)垂直于軸的(de)平面、廓形爲(wei)1/4橢圓的收♍縮(suo)段、圓筒形喉(hou)部和可能有(you)的凹槽或斜(xié)角組成😘的噴(pēn)嘴。長徑噴嘴(zui)的取壓方式(shì)僅D-D/2取壓一種(zhǒng)。
3) 經典文丘裏(lǐ)管 由入口圓(yuan)筒段A、圓錐收(shou)縮段B、圓筒形(xing)㊙️喉部C和圓錐(zhuī)擴散段E組成(cheng)，如圖4.6 所示。根(gēn)據不同的加(jia)工方🤟法，有以(yǐ)下結構🎯形式(shì)🌈：①具有粗鑄收(shōu)縮段的；②具有(yǒu)機械加工收(shōu)縮段的；③具有(you)鐵闆⁉️焊接收(shōu)縮段的。不同(tong)結構形式的(de)L1、L2、R1、R2與D、d的關系如(rú)表4.2所示。
4)文丘(qiu)裏噴嘴 由進(jìn)口噴嘴、圓筒(tǒng)形喉部及擴(kuo)散段組成，如(rú)圖⁉️4.7所示。
5)錐形(xing)入口孔闆 錐(zhuī)形入口孔闆(pan)與标準孔闆(pǎn)相似，相⭐當于(yú)一塊倒裝的(de)标準孔闆，其(qí)結構如圖4 . 8所(suǒ)示，取壓方式(shì)爲角接取壓(ya)。表4.2 L1、L2、R1、R2與D、d關系
注(zhu) 粗 鑄 入 口 機(ji)械加工的入(ru)口 粗焊的鐵(tie)闆入口
1 ±0.25D(100mm
2 L2=1D或0.25D+250mm兩(liang)個量中的小(xiǎo)者 L2≥D(入口直徑(jìng)) L2≥D(入口直徑)
3 R1=1.375D+20% R1<0.25D R1=0,焊(hàn)縫除外
4 R2=3.625d至3.8d R2<0.25D R2=0,焊(hàn)縫除外
圖4.7 文丘裏噴(pēn)嘴
圖4.8 錐形入(rù)口孔闆
1一環(huan)隙；2-夾持環；3一(yī)上遊端面A；4-下(xià)遊端面B；
5-軸線(xiàn)；6-流向；7-取壓口(kou)；8-孔闆；
X-帶環隙(xì)的夾持環；Y-單(dān)獨取壓口
超(chāo)聲波流量計(jì)的基本原理(li)及類型
*，目(mù)前的工業流(liu)量測量普遍(bian)存在着大管(guǎn)徑、大流量測(cè)量困難的問(wen)題，這是因爲(wèi)一般流量計(ji)随着測量管(guǎn)徑的增大會(hui)帶來制造和(hé)運輸上的困(kùn)難，造價提高(gao)、能損✔️加大、安(an)裝不僅這些(xie)缺點，超聲波(bo)流量計均可(kě)避免。因爲各(ge)類超聲波流(liú)量計均可管(guǎn)外安裝、非💯接(jie)觸測流，儀表(biao)造價基本上(shàng)與被測管道(dao)口徑大小🔅無(wu)關，而其它類(lèi)型的流量計(jì)随着口徑增(zeng)加，造價大🔞幅(fu)度增加💞，故口(kou)徑越大超聲(sheng)波流量🌈計比(bǐ)相同功能其(qí)💜它類型流量(liang)計的功能價(jià)格比越*。被認(rèn)爲是較好的(de)大管徑流量(liàng)測量儀🛀🏻表，多(duo)普勒法超聲(sheng)波流量計🥵可(ke)測雙相介質(zhì)的流量，故可(ke)用于下水道(dào)及排污水🧡等(deng)髒污流的測(ce)量。在發電廠(chang)中，用便攜式(shì)超聲波流量(liàng)計❤️測量水輪(lun)機進水量、汽(qi)輪機循環水(shui)量等大管徑(jìng)流量，比🈲過去(qu)的皮脫管流(liu)速計方便得(dé)多。超聲被💰流(liú)量汁也可用(yòng)于氣體測量(liàng)。管徑的☔适用(yòng)範圍從👣2cm到⛹🏻♀️5m，從(cong)幾米寬的明(ming)渠、暗渠到500m寬(kuān)的💁河流都可(kě)适用。
另外，超(chāo)聲測量儀表(biao)的流量測量(liang)準确度幾乎(hū)不受被測流(liú)體溫度、壓力(li)、粘度、密度等(děng)參數的影響(xiǎng)，又可制成非(fei)接觸及便攜(xié)式測量儀表(biao)，故可解決其(qi)它類型儀表(biao)💜所難以測量(liang)的強腐蝕性(xing)、非導電性、放(fang)射性及易燃(rán)易爆介質的(de)流量測量問(wen)題。另外，鑒于(yú)非接觸測量(liàng)特點❤️，再配以(yi)合理的電子(zǐ)線路，一台儀(yi)表可💰适應多(duō)種管徑測量(liang)和多種流量(liang)範圍測量。超(chāo)聲波流量計(ji)的适應能力(lì)也是🎯其它儀(yí)表不可比拟(ni)的。超💘聲♈波流(liu)量計具有上(shàng)述一些優點(dian)因此它越來(lai)越受🙇♀️到重視(shì)并且向産品(pǐn)系列化、通用(yong)化發展，現已(yi)制成不同聲(shēng)道的标準型(xíng)、高溫型、防爆(bao)型、濕式型儀(yí)表以适應不(bu)同介質，不同(tong)場合和不同(tóng)管道條件的(de)流量測量⭐。
超(chao)聲波流量計(ji)目前所存在(zài)的缺點主要(yào)是可測流🈲體(ti)的溫度範圍(wei)受超聲波換(huàn)能鋁及換能(néng)器與管道之(zhī)間的耦合材(cai)♻️料耐溫程度(du)的限制，以及(ji)高溫下被🈲測(ce)流體傳聲速(sù)度的原始數(shu)據不全。目😄前(qián)我國隻能🐉用(yòng)于測量200℃以下(xia)的流體。另外(wai)，超聲波流量(liang)計的測量🔞線(xian)路比一般流(liu)量計複雜。這(zhe)是因爲，一般(ban)工業計量♊中(zhong)液體的流❤️速(sù)🐪常常是每秒(miao)幾米，而聲波(bo)在液體中🎯的(de)傳播速度約(yue)爲1500m/s左右，被測(ce)流體流速(流(liu)量)變化帶給(gei)聲速的變化(huà)量大也是10-3數(shu)量級.若要求(qiú)⭐測量流速🔱的(de)準确度爲1%，則(ze)對聲速的測(cè)量準确度需(xū)爲10-5～10-6數量級，因(yīn)此必須有完(wan)善的測量線(xian)路才能實現(xian)，這也正是☂️超(chāo)聲波流量計(ji)隻有在集成(cheng)電路技術迅(xun)速發展的前(qian)題下才能得(de)到實際應用(yong)的原因。
超聲(sheng)波流量計由(you)超聲波換能(neng)器、電子線路(lu)及流量顯示(shì)和累積系統(tǒng)三部分組成(cheng)。超聲波發射(she)換能器⛱️将電(dian)能轉換爲超(chao)聲🈲波能量，并(bing)将其發射到(dào)被測流體中(zhong)，接收器接收(shōu)到的🔱超聲波(bo)👈信号，經❓電子(zi)線路放大并(bìng)轉換爲代表(biǎo)流量的電信(xin)号供給顯示(shì)和積算✊儀表(biao)進行顯示和(hé)積算。這👉樣就(jiu)實現了流量(liàng)的檢測和顯(xiǎn)示。
超聲波流(liú)量計常用壓(yā)電換能器。它(tā)利用壓電材(cai)料的壓電效(xiào)🌂應，采用适出(chu)的發射電路(lu)把電能加到(dao)發射換能器(qì)的壓🔞電元件(jiàn)上🛀，使其産生(sheng)超聲波振勸(quàn)。超聲波以某(mǒu)一角度射入(rù)流體中傳播(bo)，然後由接收(shōu)換能器接收(shou)，并經壓電元(yuán)件變爲電能(neng)，以便檢測。發(fā)射換能器利(lì)用壓電元件(jiàn)的逆壓電效(xiao)應，而接收換(huàn)能🛀器則是利(li)用☂️壓電效應(ying)。
超聲波流量(liàng)計換能器的(de)壓電元件常(chang)做成圓形薄(bao)🔞片，沿厚🍓度振(zhen)動。薄片直徑(jing)超過厚度的(de)10倍，以保證振(zhen)動的方向🔱性(xìng)。壓電元件材(cai)♍料多采用锆(gào)钛酸鉛。爲固(gu)👈定壓電元件(jian)，使超聲波以(yi)合适的角度(du)射入到流體(ti)中，需把元件(jiàn)故人聲楔中(zhong)，構成🐇換能器(qì)整🧑🏽🤝🧑🏻體(又稱探(tan)頭)。聲楔的材(cái)料不僅要求(qiú)💃強度高、耐老(lǎo)化，而且要求(qiu)超聲波經聲(shēng)楔✍️後能量損(sǔn)失小即透射(shè)系數接近1。常(chang)用的聲楔材(cái)料是📐有機玻(bō)璃，因爲它透(tòu)明，可以觀察(cha)到聲楔中壓(yā)電元件的組(zǔ)裝情況。另外(wai)，某些橡膠、塑(su)🐇料及膠木也(yě)可作聲楔材(cái)料。
超聲波流(liú)量計的電子(zi)線路包括發(fā)射、接收、信号(hào)處理和顯示(shi)電路。測得的(de)瞬時流量和(he)累積流量值(zhí)用數字量或(huo)模拟量顯示(shi)。
根據對信号(hao)檢測的原理(lǐ)，目前超聲波(bō)流量計大緻(zhì)可分傳播速(su)度差法(包括(kuò)：直接時差法(fa)、時差法、相位(wèi)差法、頻差🏃♀️法(fǎ))波束偏移法(fǎ)、多普勒法、相(xiàng)關法、空間濾(lü)波法及噪聲(shēng)法等類型，如(ru)圖所示。其中(zhōng)以噪聲法原(yuan)理及結構簡(jian)單，便于測量(liàng)和攜帶，價格(ge)便宜但準确(que)度較低，适于(yu)在流量測量(liàng)🈲準确度要求(qiu)不高的場合(hé)使用。由于直(zhi)接時差法、時(shí)差法、頻差法(fǎ)和相位⁉️差法(fa)的基本原理(li)都是通過測(cè)量超聲波脈(mo)沖順流和逆(ni)流傳報時速(sù)度之差來反(fǎn)映流體的流(liu)速的，故又統(tǒng)💘稱爲傳播速(sù)度差法。其中(zhōng)頻差法和時(shi)差法克服了(le)✉️聲速随流體(ti)溫度變化帶(dài)來的誤差，準(zhun)确度較高，所(suo)以被廣泛采(cǎi)用。按照換能(néng)器的配置方(fāng)法不同，傳播(bō)速度差撥又(you)分爲：Z法(透過(guo)法)、V法(反✨射法(fa))、X法(交叉法)等(děng)。波束偏移法(fa)是利用超聲(shēng)波束在流體(ti)中的傳播方(fāng)向随流體流(liu)速變化㊙️而産(chǎn)生偏移來反(fǎn)映流體流❌速(sù)的，低流速時(shí)，靈敏度很低(dī)适用性不大(da)💋.多普勒法是(shì)利用聲學多(duo)普勒原理，通(tong)過測量不均(jun1)勻🏃🏻♂️流體中散(san)射體散射的(de)✨超聲波多普(pǔ)
勒頻移來确(què)定流體流量(liàng)的，适用于含(hán)懸浮顆粒、氣(qi)泡等流體流(liú)量測量。相關(guān)法是利用相(xiang)關技術測量(liang)流量☂️，原理⭐上(shàng)，此法的測量(liang)準确度與流(liu)體中的聲速(su)無關，因📐而與(yǔ)流體溫度，濃(nong)度等無關，因(yin)而測量準确(que)度高，适用範(fàn)圍廣。但相關(guān)器價🌈格貴，線(xiàn)路比較複雜(za)。在微處理機(ji)🧡普及應用後(hòu)，這個缺點可(kě)✍️以克服。噪聲(sheng)🌂法(聽音法)是(shì)利用管道内(nèi)流體流動時(shi)産生的噪聲(shēng)與流體的流(liu)速有關的原(yuán)理，通過檢🏃♀️測(ce)噪聲表示流(liu)速或流量值(zhi)。其方法簡單(dān)，設備價格便(bian)宜，但準确度(dù)🈲低。
以上幾種(zhong)方法各有特(te)點，應根據被(bèi)測流體性質(zhi).流速分布🐅情(qing)⭐況、管路安裝(zhuāng)地點以及對(dui)測量準确度(du)的要求等因(yin)💜素進行選🌈擇(zé)。一般說來由(you)于工業生産(chǎn)中工質的溫(wen)度常不能保(bǎo)持恒定💋，故多(duo)采用頻差法(fa)及時差法。隻(zhi)👌有在管徑很(hen)大時才采用(yong)直接時差法(fǎ)。對💋換能器安(ān)裝🆚方法的選(xuan)擇原則一般(bān)是🔴：當流體沿(yan)管♊軸平行流(liu)動時，選用Z法(fa)；當流動方向(xiàng)與管鈾不平(píng)行或管路安(ān)裝地點使換(huàn)能器安裝間(jiān)🐪隔受到限制(zhi)時，采用V法或(huo)X法。當流場分(fèn)布不均勻而(ér)表前直管段(duàn)又較短時，也(yě)✊可采用多聲(shēng)道(例如雙聲(shēng)道或四聲道(dào))來克服流速(su)擾動帶♋來的(de)流量測量誤(wu)差。多🈲普勒法(fa)适于測量兩(liǎng)相流，可避免(mian)常規儀表由(you)懸浮粒或氣(qì)泡造成的堵(du)塞、磨損、附着(zhe)而不能運行(háng)的弊病，因而(ér)得以迅速發(fa)展。随着工業(yè)的發展及節(jiē)能工🔞作的開(kai)展，煤油混合(he)(COM)、煤水泥合(CWM)燃(ran)料的輸送和(hé)應用以及燃(ran)✔️料油加水助(zhù)燃等節能方(fang)法的發展，都(dou)爲多普勒超(chāo)聲波流🌈量計(jì)應用開辟廣(guǎng)闊前景。
流量(liang)計的種類很(hěn)多，一般市場(chǎng)上用得比較(jiào)廣泛的有🔴：電(dian)磁流量計、渦(wō)街流量計、渦(wō)輪流量計、孔(kong)闆流量計、V錐(zhui)流量計、金⁉️屬(shǔ)轉👨❤️👨子流🆚量計(jì)、玻璃轉子流(liu)量計、旋進旋(xuán)渦流量計、橢(tuǒ)圓齒輪流量(liàng)計、均速管流(liu)量計、超聲波(bō)流量計等。它(ta)們的安裝條(tiáo)件對直管段(duan)的要求V錐流(liu)量計是低，而(er)電磁、渦街、孔(kong)闆等對直管(guan)段要求🔅就較(jiao)高，一般是前(qian)5D後3D,對于流量(liang)🎯計前端有彎(wān)頭🌍、閥門電磁(ci)流量計等的(de)直管段❤️要求(qiu)就更高，高要(yao)求直管段是(shi)前50D後5D,因此在(zài)選🔞購流量計(jì)時一定要考(kao)慮流量🏃♀️計現(xiàn)場安裝的環(huan)境、位置等因(yin)素，從而選擇(zé)更加适合現(xiàn)場工礦的流(liú)量計。
現在流(liú)量計所需要(yao)的參數：
1、被測(cè)量的介質
2、被(bei)測量介質的(de)溫度
5、要求(qiú)的測量精度(dù)
6、現場工礦情(qíng)況
