2022-04-03 13:39:57
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关于超声波流量计与电磁流量计这款流量计那款更加使用频率高呢?对于详细的参数、性能,两款流量计我们来分析下以下几点情况的特征。
本文叙述了超声波流量计和电磁流量计在概论、工作原理、分类和工作性能的区别,我国现阶段2种常用流量计的特征和不同优势。
1.超声波流量计和电磁流量计的概念
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。
电磁流量计是1种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线。
2.超声波流量计和电磁流量计的工作原理
当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,其传播时间的变化正比于液体的流速,零流量时,两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同(可实际测量零流量的技术),液体流动时,逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式:
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的2个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势,电动势的方向按“弗来明右手规则”。
3.超声波流量计和电磁流量计的主要区别:
优点:
(1)流量范围大,口径范围宽。
(2)可应用腐蚀性流体的测量。
(3)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好。
(4)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响。
(5)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;
缺点:
(1)不能用于较高温度。
(2)不能测量电导率很低的液体,如石油制品。
(3)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;因为电磁流量计具有以上优缺点,因此电磁流量计的应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。
二、超声波流量计
1、优点:
(1)超声波流量计是一种非接触式测量仪表,可用来测量不易接触,不易观察的流体流量和大管径流量。
(2)可以测量各种液体和污水流量。
(3)可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。
(4)超声波流量计的测量范围宽,测量口径范围从DN15mm-DN6000mm。
(5)不会改变流体的流动状态,不会产生 压力损失,且便于安装。
(6)超声波流量计测量的体积流量不受被测流体温度、压力、粘度以及密度等热物性参数的影响。
2、缺点:
(1)超声波流量计的温度测量范围偏低,一般只能测量温度低于160摄氏度的流体。
(2)抗干扰能力偏弱、易受气泡影响,导致不能测量。
(3)安装不正确,会给流量测量带来较大误差。
(4)精度等级1级,重复性:0.2%。
4.安装,维护,检定成本不同
超声波流量计适用于大型圆形管道和矩形管道,且原理上不受管径限制,其造价基本上与管径无关。
对于大型管道不仅带来方便,可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案。超声流量计可作非接触测量。夹装式换能器超声流量计可无需停流截管安装, 只要在既设管道外部安装换能器即可。这是超声流量计在工业用流量仪表中具有的独特优点, 因此可作移动性(即非定点固定安装)测量,适用于管网流动状况评估测定超声流量计为无流动阻挠测量, 无额外压力损失。流量计的仪表系数是可从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得的,既可采用干法标定, 除带测量管段式外一般不需作实流校验。超声波流量计主要是管外安装和插入式安装,简单方便,可在线拆卸,维护时不需要工艺停车,不影响生产,检定费用低,按标准计量检定规程每2年检定1次。
电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂,且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用,两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器时,从安装地点的选择到具体的安装调试,必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动,不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时,必须排尽测量管中存留的气体,否则会造成较大的测量误差。电磁流量计需要在有电导率的液体条件下安装,而且一般电磁流量计的安装必须截管安装,但是电磁流量计的特点是在符合条件的现场条件下准确度高。电磁流量计拆卸麻烦,必须要求工艺停车,拆卸送检麻烦,如果是0.5%准确度按标准计量检定规程每半年需检定1次。
5.干扰来源不同
干扰了超声波工作,就是干扰了超声波流量计工作。
干扰超声波工作的主要因素有温度的剧烈变化和杂波的干扰,或管道内有特定角度的旋流或者结构使得流量计发射出的超声波不能有效的回收。
电化学极化电势干扰是由于电极感生电动势在两极极性不同而导致电解质在电极表面极化产生。虽然采用正负交变励磁磁场能显著减弱极化电势的数量级,但不能根本上完全消除极化电势干扰。其特性于流体介质的性质、电极材料性质、电极的外形尺寸形状有关,具有变化缓慢,数量级不大等特点。因此选择合适的电极材料,设计佳的电极形状的尺寸是减小极化电势的有效方法之一。另外采用正负两极性交变的矩形波励磁技术配合微处理器同步宽脉冲采样技术,到用微处理器运算功能前后2次采样值相减消除流量信号电势中的极化电势干扰。工频干扰噪声是由电磁流量传感器励磁绕组和流体、电极、放大器输入回路的电磁耦合,另外电磁流量计工作现场的工频共模干扰,供电电源引入的工频串模干扰等,其产生的物理机理均是电磁感应原理。就电磁流量传感器励磁绕组和流体、电极、放大器输入回路的电磁耦合产生的工频干扰对电磁流量计工作影响大,而且在不同的励磁技术下其表现的形态、特性不同,因而采取抗干扰措施也不同。解决电磁流量计运行中出现的问题,可采用新型HCMOS系列芯片技术和微处理器系统电源电压监视技术。
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