|
|
|
1 概述
流量測量方法和儀表
的(de)種(zhǒng)類繁多，分類方法也很多。至(zhì)今爲止，可(kě)供工業用的流量儀(yí)表種類達60種(zhǒng)之多。品種如此之(zhī)多的原因就在于至今還沒找到一種對任何流體、任(rèn)何量程、任何流動狀态(tài)以及任何使用條件都适用的(de)流量儀表。
這60多(duō)種流量儀(yí)表(biǎo)，每種産(chǎn)品都有它特定的适用性，也都有它(tā)的局限性。按測量對象劃分就有封(fēng)閉管道和明渠(qú)兩大類；按測量(liàng)目的又可(kě)分爲(wèi)總量測量和流量測(cè)量(liàng)，其儀表分别稱作總量表和流量計
。
總量表測量一段時間内流過管道的(de)流量，是以短暫時(shí)間内流過的總量(liàng)除以該時間的(de)商來表示，實際上流量計通常亦備有累積流量裝置，做總量表使用，而總量表(biǎo)亦備有流量發訊裝置。因此，以(yǐ)嚴格意義來分流(liú)量計和總量表已無實際(jì)意義。
按測(cè)量原理分(fèn)有力學原理、熱學原理(lǐ)、聲學原理、電學原(yuán)理、光學原理、原子物理學原理等。
本文按照目前最(zuì)流行、最廣泛的分類法(fǎ)，即分爲：容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦(wō)輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流(liú)量(liàng)計(jì)中的渦街流量計、質量流量計(jì)和插(chā)入式流量計(jì)來分别(bié)闡述各種流量計的(de)原理、特點、應用概況(kuàng)及國内外的發展情況。
1.1差壓式(shì)流(liú)量計
差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件産生的差壓，已知(zhī)的流體條(tiáo)件和檢測件與管道的幾(jǐ)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(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通常(cháng)以(yǐ)檢測件形式對差壓式流(liú)量計分類，如孔闆流量計、文丘裏流量計(jì)、均速管流(liú)量計等(děng)。
二(èr)次裝置爲各種(zhǒng)機械、電子、機電一體式差壓計，差壓變送器及流量顯示儀表。它(tā)已發展(zhǎn)爲三化(系列化、通(tōng)用化及标準化)程度很(hěn)高的、種類規格(gé)龐雜的一大類儀表，它既可測(cè)量流量參數，也可測量其它參數(如壓力、物位、密度(dù)等)。
差(chà)壓式流量計的檢測件按其作用原理可分爲：節流裝置、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(jiàn)又可按其标準化程度分爲二大類：标準的和非标準的。
所(suǒ)謂标準檢測件是隻要按照标準(zhǔn)文件設計、制(zhì)造、安裝和使用，無須經實流标定即可确定其流量值(zhí)和估算測量誤差。
非标準檢測件是成熟(shú)程度較差的，尚未列(liè)入國際(jì)标準中的檢測件。
差壓式流(liú)量計是一(yī)類應用最(zuì)廣泛的(de)流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年(nián)來，由于各種新型(xíng)流(liú)量計的問世，它(tā)的使用量百分數逐漸下降，但目前(qián)仍是最重(zhòng)要的一類(lèi)流量計。
優點：
(1)應(yīng)用最多的孔闆式流量計結構牢固，性能穩定可靠，使用壽命長；
(2)應用範圍廣(guǎng)泛，至今(jīn)尚無任(rèn)何一(yī)類流量計可與之相比拟；
(3)檢測件與變送器、顯示儀表分别由不同廠家生産，便(biàn)于規模經濟生産。
缺點(diǎn)：
(1)測量精度(dù)普遍偏低；
(2)範圍度窄，一般僅3：1~4：1；
(3)現場(chǎng)安裝條件要求高；
(4)壓損大(指孔闆、噴嘴等)。
應(yīng)用概況：
差壓式流量計應用範圍特别廣泛，在封閉管道的流量測量中(zhōng)各(gè)種(zhǒng)對象都有應用，如流體方面：單(dān)相、混相、潔淨、髒污、粘性流等；工作狀(zhuàng)态方面：常壓(yā)、高(gāo)壓、真空、常溫(wēn)、高溫、低溫等；管徑方面：從幾(jǐ)mm到幾m；流動條(tiáo)件方面：亞音速(sù)、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約占流量計全部(bù)用量的1/4~1/3。
1.2 浮子流量(liàng)計
浮子流量計，又稱轉(zhuǎn)子流量計，是變(biàn)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(zhòng)力是由液體動力承受的，從而使浮(fú)子可以在錐管内自(zì)由地上升和下降。
浮子流量計是僅次于(yú)差壓式流量計應用(yòng)範圍最寬廣的一類流量(liàng)計，特别(bié)在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中(zhōng)期，日本、西歐、美國的銷售金(jīn)額占流量儀表的15％~20％。我國産量1990年估計在12~14萬台，其中95％以上爲(wèi)玻璃(lí)錐管浮子流量計(jì)。
特點：
(1)玻(bō)璃錐管浮子流量計(jì)結(jié)構簡單(dān)，使用方便，缺點(diǎn)是耐壓力低，有玻(bō)璃管易碎的較大風險；
(2)适用于小管徑和低流速；
(3)壓力損失(shī)較低(dī)。
1.3容積式流(liú)量計
容積式流量計，又稱定排量流量計(jì)，簡稱PD流量(liàng)計，在流量儀表(biǎo)中是精度最高的一類。它利用機械測量(liàng)元件把流體連續不斷地分割(gē)成單個已知的體積部分，根據測量(liàng)室逐次重複地充滿和排放該體(tǐ)積部分流體的次數來(lái)測量流體體積總量。
容積式流量計按其測量元件分類，可分爲橢圓齒輪流量計、刮闆流量(liàng)計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往複活塞流量計、圓盤流(liú)量計、液封轉筒式流量計、濕式(shì)氣量計及膜式氣量計(jì)等。
優點(diǎn)：
(1)計量精度高；
(2)安(ān)裝管道條件對計量精度沒有影響；
(3)可用于高(gāo)粘度液體的測量；
(4)範(fàn)圍(wéi)度寬；
(5)直讀式儀表無需(xū)外部能源可直接獲得累計，總量，清晰明了，操作簡便(biàn)。
缺點：
(1)結果複雜，體(tǐ)積龐(páng)大；
(2)被測介質種類、口徑、介質工作狀态局(jú)限性較大；
(3)不适用于高、低溫(wēn)場合；
(4)大部分儀表隻适用于潔淨單相流體；
(5)産生噪聲及振動。
應用概況：
容(róng)積式流量計與差壓式流量計(jì)、浮子流量(liàng)計并列爲三類(lèi)使用量最大的流量計(jì)，常應用于昂貴(guì)介質(油(yóu)品、天然氣等)的總量測量。
工業(yè)發達國家近年PD流量計(jì)(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占(zhàn)流量(liàng)儀表的13％~23％；我國約占20％，1990年産量(不包括家用煤氣表(biǎo))估計爲34萬台，其中橢圓齒(chǐ)輪式和腰輪式分别約占70％和20％。
1.4 渦輪流(liú)量(liàng)計
渦輪流量計，是速度式流(liú)量計(jì)中的主要種類，它采用多(duō)葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速，從而且(qiě)推導出流量或總量(liàng)的儀表。
一般它(tā)由傳感器(qì)
和顯示儀兩部分組成，也(yě)可做成整體式。
渦輪流量計和容積(jī)式流量(liàng)計、科裏奧利質量流量計稱(chēng)爲流量計中三類重複性(xìng)、精度最佳(jiā)的産品，作爲十大類型流量計之一，其産品已發展(zhǎn)爲多品種、多系列批量生産的(de)規模。
優點(diǎn)：
(1)高精度，在所有流量計中，屬于最精确的流量計；
(2)重複性好；
(3)元零點漂移，抗幹擾能力好(hǎo)；
(4)範圍度寬(kuān)；
(5)結構緊湊。
缺點：
(1)不能長期(qī)保持校準特性；
(2)流體物性對流量特(tè)性有較大影響。
應用概況：
渦輪流量計在以下(xià)一些測量對象獲得廣泛應用：石油、有機(jī)液體、無機液(yè)、液化氣、天然氣和低溫(wēn)流(liú)體(tǐ)統在歐洲(zhōu)和美國，渦輪流量計在用量上(shàng)是僅次于孔闆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多台各種尺寸(cùn)，壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量(liàng)計，它們已成爲優良的(de)天然氣計量(liàng)儀表。
|
|
|
