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      行業資訊
    幾種流量計的發展現狀
    2011-5-19 10:51:31

       時差法超聲流量計

     

     

    目前流行的時差法超聲流量計實際上是徑流速計型插入式流量計(外夾式除外),它確定的是面平均流速,而流量應由體平均流速反映,如果速度分布為軸對稱,且為充分發展管流,則面平均流速與體平均流速有一定比例關系,當流量變化(即雷諾數)時,兩種平均流速的差值可以從5%變到8%,即反映面平均流速的流量比體平均流速的流量偏大5%~8%。問題的棘手在于現場應用時由于速度分布畸變及旋轉流使兩種平均流速不存在簡單的關系了。時差式超聲流量計對阻流件干擾的抑制發展出多聲道型式,人們希望用多聲道組成聲道網絡,可以用計算機分析整個管道橫截面上的分布畸變與旋轉流,制定儀表信號處理方案獲得高的測量準確度,歐洲燃氣測試聯盟(GERG2004年對目前世界上最著名的幾家氣體超聲流量計生產廠產品進行不良安裝條件下測試,證明多聲道氣體超聲流量計對阻流件干擾仍然敏感,甚至達到1.2%的測量偏差。另外,由于超聲流量計傳感器結構型式五花八門,某生產廠產品的現場試驗的數據并不一定能為另外生產廠借用。氣體超聲流量計國際標準正在制訂中,標準草案特別提出要制訂把實驗室校驗的儀表特性轉換為現場儀表特性,如何保持特性轉換是一個重點內容,在目前所有國際標準中它是第一份提出這個要求的,這亦從側面反映這個問題對此種類型流量計是一個核心問題。標準草案中還反映另一個棘手的問題——噪聲影響必須予以關注。在工藝管道中噪聲源有管件和閥門等,情況隨機性大且很復雜,如何克服這些因素目前已提出不少辦法,但要列入標準尚需進行大量的測試認證。應該指出,近年國際上推崇超聲流量計21世紀流量計是有一定根據的,它具有一系列特點為其它類型流量計所不及,但是從上述介紹可見,要達到期待的優良特性及實際應用尚有一段相當艱巨的路程,應該相信,困難是可以克服的,只要投入足夠的研發力度,實現的日子就會到來。

      電磁流量計(以下簡稱EMF


      按照EMF遵循的工作原理法拉第電磁感應定律,儀表的流量(流速)僅與流體流速有關,不受流體的密度、黏度、溫度、壓力以及一定范圍內的電導率變化的影響,但是實際上由于儀表的結構型式、安裝條件及使用現場條件的差別,實踐證明,這些影響量對流量計的測量準確度是有一定影響的,特別是高準確度級別時這些影響已不容忽視。1990年國際儀表用戶協會(WIB)委托荷蘭TNO(荷蘭應用科學研究組織)和荷蘭DSM研究所對8家電磁流量計制造廠提供的20臺準確度優于1%流量計進行影響量的研究試驗,試驗歷時2.5年,影響量有流體電導率、黏度、流體溫度、環境溫度、管道尺寸,襯里材料等。


      一般儀表廠產品使用說明書對某類型電磁流量計皆指出其電導率閾值(下限值)的數值,說明不能低于閾值,如低于閾值會增加示值誤差直至不能應用。WIB試驗證明流量計在閾值附近示值誤差甚至有1%~6%的變化,儀表生產廠提供的閾值數值是在實驗室理想工作條件下得到的,而使用現場受流體電導率均勻性、連接信號線、外界噪聲等的影響,需要提高閾值。例如:一個數量級才能正確測量,低流速的流量比高流速的流量影響大,小口徑儀表影響比大口徑儀表影響大。液體黏度的影響在一些介質:調制糖、水溶液、甘油水溶液黏度為5,15,75200mm2/scst)中試驗,證明示值誤差變化在0.7%~1.6%,變化最大的一臺儀表近4%。黏度異于水的介質其特性曲線(以雷諾數為參數)不能用水校驗的特性曲線代表。液體溫度和環境溫度對其它參數(如電導率、黏度等)的影響波及流量計測量準確度,對小口徑和低流速儀表比較敏感。


      WIB20~45內試驗,對DN10~DN40示值偏移達0.2%~0.3%。流體雜質在管道內附著和沉淀會顯著影響儀表特性,產生的示值誤差不容忽視。附著物電導率大于液體電導率,則測得流量值偏低,若電導率低,則測得值偏高,液體中含有氣泡,視氣泡的流型而異,如電極被覆蓋,則輸出信號晃動,甚至不能正常工作。在幾種常用的流量計中電磁流量計的抗非充分發展管流的干擾是較強的,一般前置直管段長度10D已可抗嚴重干擾,如空間雙彎頭,各種閥開度。在標準(GB/T18660,GB/T18659,JISB7554,ZBN12007等)中有一些表列數據,但與ISO5167比較,無論明細方面及成熟程度差距較大。
     

      渦輪流量計(以下簡稱TUF


      TUF是受流體條件影響嚴重的流量計,在物性方面:液體TUF受黏度影響較大,氣體TUF較??;受密度影響,則氣體TUF較大,液體TUF較??;在流體流動特性方面:TUF應有足夠長的直管段長度或安裝流動調整器,在流體性狀方面,腐蝕磨蝕、結垢、臟污、堵塞會嚴重影響流量計特性直至不能正常工作。在新型流量計TUF是發展較早的一類流量計,它已頒布相當完備的標準規范文件,如ISO2715、ISO9951、OIMLR6、R32、AGAN07、PrEN12261、JISZ8765、JISB7501等。但是這些標準文件與ISO5167有顯著的差別,它缺少ISO5167的三個特點,因此我們難以藉助標準文件對儀表現場準確度的影響量進行修正。TUF的檢測件無法提出統一的結構形狀和技術要求,因此統一的流出系數(或儀表系數)是不存在的,當然現場影響量對不同的結構形狀是會產生不同的影響的。結構形狀的創新會使TUF特性更上一層樓,因此統一結構形狀不是此類流量計的選擇。目前,TUF為保持高準確度在現場配備在線校驗系統,如天然氣輸配氣站,但是在城市企業或公用事業的應用就難以實行這種措施,如何確定現場準確度仍然是值得探討的課題。

     

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