流量儀表的類(lèi)型及特(tè)性

    流量儀(yí)表的分類(lèi)方法很多(duō)，至今(jīn)外還(huán)沒(méi)有統(tǒng)一(yī)的(dí)標(biāo)準。表1列出了工業生(shēng)產過(guò)程(chéng)中常(cháng)用的(dí)七大(dà)類(lèi)流量(liáng)儀(yí)表(biǎo)的型式(shì)及(jí)其主要(yào)特(tè)點。下麵(miàn)分別作簡要(yào)介(jiè)紹。

    1　差壓(yā)型(xíng)

    差壓(yā)測量技(jì)術(shù)是目前應(yīng)用(yòng)zui廣泛(fàn)的一種(zhǒng)流(liú)量(liáng)測(cè)量方法(fǎ)，幾乎(hū)能測(cè)量各(gè)種工(gōng)況下(xià)單(dān)相流(liú)體(tǐ)和(hé)高溫高壓下(xià)流體的流量。70年(nián)代，這(zhè)種(zhǒng)技術(shù)曾(zēng)占到*的80%。今天(tiān)，隨著新技術的應用，這(zhè)個比例已降至40%左右，仍(réng)占了近“半(bàn)壁(bì)江(jiāng)山”。差壓型流(liú)量計一(yī)般(bān)由(yóu)節流裝置，變送(sòng)器兩(liǎng)部份組成。節流裝置常見的(dí)有(yǒu)孔板，噴(pēn)嘴(zuǐ)，畢托(tuō)管(guǎn)，均速(sù)管等(děng)。節流(liú)裝(zhuāng)置(zhì)的作用是(shì)使流經的流(liú)體(tǐ)收縮且(qiě)在(zài)其(qí)上，下(xià)遊產生差(chà)壓(yā)。根(gēn)據(jù)伯努利能(néng)量(liáng)守恒(héng)定(dìng)律(lǜ)和連續(xù)性(xìng)方程可以(yǐ)得(dé)出(chū)，它與節流件(jiàn)的幾(jī)何(hé)形(xíng)狀(zhuàng)，直徑比(bǐ)以及(jí)流體(tǐ)的(dí)溫度(dù)，壓(yā)力(lì)，粘(nián)度(dù)，密(mì)度等(děng)因素(sù)有(yǒu)關。

    由(yóu)於是平方根(gēn)關(guān)係，所以差(chà)壓型(xíng)流量(liáng)儀(yí)表(biǎo)的(dí)測量範圍一般不大(dà)，隻(zhī)有(yǒu)3∶1～5∶1。在此範圍(wéi)內，孔板(bǎn)的(dí)讀數(shù)精(jīng)度(dù)約(yuē)為(wéi)2%～3%，文丘裏(lǐ)管(guǎn)的讀(dú)數精(jīng)度約(yuē)為3%～4%。各種節流裝置(zhì)中(zhōng)，孔板(bǎn)由(yóu)於其結構簡單(dān)，安裝方(fāng)便(biàn)，所以zui為(wéi)常(cháng)用(yòng)。但是它對加工尺(chǐ)寸要(yào)求嚴格(gé)。隻要按(àn)規(guī)範(fàn)要求加工，安裝，經(jīng)檢驗(yàn)合(hé)格後(hòu)就可以(yǐ)在不確(què)定度(dù)範(fàn)圍內(nèi)進(jìn)行(háng)流(liú)量測(cè)量，而不需要用(yòng)實(shí)液(yè)檢定(dìng)。節(jié)流裝(zhuāng)置都(dū)有(yǒu)一個不可恢(huī)復的壓(yā)力損(sǔn)失(shī)，壓損(sǔn)zui大(dà)的是(shì)銳邊孔(kǒng)板，為儀表zui大差壓的25%～40%。畢托管(guǎn)的壓(yā)損則(zé)很小(xiǎo)，可以(yǐ)忽(hū)略不(bù)計(jì)，但它對流(liú)體形麵的變化(huà)非(fēi)常敏感。

    2　變麵(miàn)積型(xíng)

    這(zhè)種(zhǒng)類型(xíng)流量(liáng)計的(dí)典型(xíng)代表(biǎo)是轉子流量計(jì)。對於(yú)3″以(yǐ)內(nèi)的管道，此流量(liáng)計(jì)效(xiào)果較好。它(tā)的(dí)突(tū)出(chū)優點是直接就(jiù)地測(cè)量時(shí)不(bù)用(yòng)外加電(diàn)源。轉(zhuǎn)子(zǐ)流(liú)量計按(àn)其製造(zào)材(cái)料不同(tóng)，分(fēn)為玻璃轉子(zǐ)流(liú)量計(jì)和(hé)金(jīn)屬管(guǎn)轉(zhuǎn)子(zǐ)流(liú)量(liáng)計(jì)兩大(dà)類。玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計結(jié)構簡單(dān)，轉子位(wèi)置清晰可(kě)見(jiàn)，易(yì)讀數，多用(yòng)於(yú)常溫，常壓，透明和腐(fǔ)蝕性介(jiè)質(zhì)，如(rú)空(kōng)氣，煤(méi)氣，氬氣等。金(jīn)屬管(guǎn)轉(zhuǎn)子流量(liáng)計(jì)一般帶(dài)有磁(cí)性(xìng)連接指示(shì)器，用(yòng)於(yú)高溫(wēn)，高(gāo)壓的場(cháng)合(hé)，並且(qiě)能傳輸(shū)出標(biāo)準(zhǔn)信號與(yǔ)記(jì)錄儀等配套使(shǐ)用，計(jì)量累積流量。目前(qián)市場上有一種帶加(jiā)載彈(dàn)簧(huáng)錐形(xíng)頭(tóu)的垂(chuí)直式(shì)變麵積式流(liú)量計，它沒有(yǒu)冷凝室(shì)和緩衝室，測量範圍達到100∶1，並(bìng)且是綫(xiàn)性(xìng)輸出(chū)，zui適於(yú)蒸(zhēng)汽(qì)的(dí)測量(liáng)。

    3　振(zhèn)蕩型(xíng)

    渦街流量(liáng)計是振蕩型流(liú)量儀表的典(diǎn)型(xíng)代表。它是在流(liú)體(tǐ)前進方(fāng)向上(shàng)放置(zhì)一(yī)非流綫(xiàn)形(xíng)物(wù)體，流體在(zài)該物(wù)體(tǐ)後方(fāng)形成(chéng)兩(liǎng)列(liè)規則的非對(duì)稱(chēng)漩(xuán)渦列(liè)。漩(xuán)渦(wō)列(liè)的頻(pín)率與(yǔ)流(liú)速(sù)成(chéng)一定(dìng)比例(lì)。這(zhè)種(zhǒng)測(cè)量方法的(dí)特(tè)點(diǎn)是(shì)管道(dào)內(nèi)無可(kě)動部(bù)件，讀(dú)數重(zhòng)復性(xìng)，可(kě)靠性(xìng)好，使用(yòng)壽命長，綫性(xìng)測(cè)量範圍寬（氣體約(yuē)為30∶1，液(yè)體約為10∶1），幾(jī)乎不受(shòu)溫度，壓(yā)力，密(mì)度，粘度等變化的影(yǐng)響(xiǎng)，壓(yā)力損失小，精(jīng)度(dù)高（約0 5%～1%）。其(qí)工作溫度可(kě)達300℃以(yǐ)上，工(gōng)作壓(yā)力(lì)可(kě)達(dá)30ｍPａ以上(shàng)。但(dàn)流體流(liú)速分(fēn)布情(qíng)況(kuàng)和脈(mài)動流(liú)會(huì)影響測(cè)量(liáng)精(jīng)度。不同的介(jiè)質(zhì)可采(cǎi)用(yòng)不同(tóng)的漩渦感(gǎn)測(cè)技術(shù)，對於(yú)蒸汽(qì)可用振(zhèn)動盤式(shì)或壓電晶體(tǐ)式(shì)，對於空氣可采用熱力式(shì)或超(chāo)聲波式，而對(duì)於水(shuǐ)，幾(jī)乎感(gǎn)測技(jì)術都適(shì)用。和孔板一樣，渦街流量計的(dí)流量係(xì)數也是由(yóu)一組(zǔ)尺(chǐ)寸(cùn)來決(jué)定的。

    4　電(diàn)磁(cí)型(xíng)

    這類流量計(jì)是(shì)利用導(dǎo)電的流體(tǐ)流經(jīng)磁(cí)場時(shí)產生感(gǎn)應電(diàn)壓(yā)的大小來(lái)檢測流(liú)量的(dí)。因此(cǐ)它隻適用於導(dǎo)電介質（目前已有適用(yòng)於(yú)導電率低(dī)至(zhì)0 008μｓ ｃｍ介(jiè)質的(dí)產品(pǐn)）。從理論(lùn)上(shàng)講(jiǎng)，這(zhè)種方法(fǎ)不受流(liú)體的溫度(dù)，壓力，密度和(hé)粘度(dù)的影響(xiǎng)，量程比可達100∶1，精度約為(wéi)0 5%。適用管徑從(cóng)2ｍｍ到3ｍ。廣泛應用(yòng)於(yú)水，泥漿，紙漿(jiāng)或腐(fǔ)蝕性介質的流(liú)量。電(diàn)磁型流(liú)量(liáng)計由於信號微弱，滿量程(chéng)時(shí)，通常(cháng)隻(zhī)有2 5～8ｍＶ，流(liú)量很(hěn)小時僅(jǐn)有(yǒu)幾(jī)毫(háo)伏，易受外界幹(gān)擾。因(yīn)此，要(yào)求(qiú)變(biàn)送器(qì)的(dí)外(wài)殼，屏蔽綫(xiàn)，測量導(dǎo)管(guǎn)，變送(sòng)器兩(liǎng)端的管道(dào)都(dū)要(yào)接地(dì)並單(dān)獨設置(zhì)接地(dì)點，不(bù)要連接在電(diàn)機，電器(qì)等的公用地(dì)綫(xiàn)上。

    5　超(chāo)聲波(bō)型

    這(zhè)類流(liú)量計zui常(cháng)見的是(shì)多(duō)普(pǔ)勒(lè)流量計和(hé)時(shí)差流(liú)量(liáng)計。多普(pǔ)勒流(liú)量計是(shì)根據(jù)被(bèi)測(cè)流體中(zhōng)移(yí)動目(mù)標(biāo)所(suǒ)反(fǎn)射(shè)的聲波(bō)頻率(shuài)的(dí)變化來檢測(cè)流量的(dí)。此法(fǎ)適用於(yú)測(cè)量高(gāo)速(sù)流體，不宜(yí)測量低(dī)速流(liú)體，且準確(què)度較(jiào)低(dī)，對(duì)管(guǎn)道內(nèi)壁的光滑(huá)度(dù)要(yào)求較(jiào)高，但它(tā)的(dí)電(diàn)路(lù)簡單。

    時(shí)差流量計是通(tōng)過超(chāo)聲波(bō)在(zài)注(zhù)流(liú)體(tǐ)中(zhōng)順(shùn)流(liú)和逆流傳播的(dí)時間(jiān)差來(lái)測(cè)量流(liú)量的。由於時(shí)差(chà)的(dí)數量級(jí)很(hěn)小（一般為10-6ｓ），因此(cǐ)，為保(bǎo)證(zhèng)測量準(zhǔn)確(què)度(dù)，對電子綫路(lù)的要求較高，從而(ér)儀表的成本相(xiāng)應增(zēng)加。時差(chà)流量計(jì)一(yī)般(bān)適用於純(chún)淨(jìng)且流速場(cháng)均(jūn)匀的層流液體(tǐ)。對(duì)於紊流液(yè)體，可(kě)采用多(duō)聲束時差流量(liáng)計。

    6　動量(liáng)矩(jǔ)型

    這類(lèi)流量(liáng)計(jì)是根據動量矩(jǔ)守(shǒu)恒(héng)原(yuán)理，通過(guò)流(liú)體(tǐ)衝擊(jī)旋(xuán)轉(zhuǎn)部件（葉(yè)輪(lún)，螺旋器(qì)等(děng)），使(shǐ)之(zhī)旋轉，而旋(xuán)轉(zhuǎn)部件的轉速與(yǔ)流(liú)速(sù)成(chéng)比(bǐ)例(lì)關係(xì)。再利用磁學，光學，機(jī)械計數(shù)等(děng)方法(fǎ)將(jiāng)轉速轉(zhuǎn)換(huàn)成(chéng)電(diàn)信號，從而計算出(chū)流(liú)量。

    渦輪(lún)流量計是這類儀(yí)表中(zhōng)應(yīng)用(yòng)zui廣(guǎng)泛且準確度較高(gāo)的(dí)一種(zhǒng)。它(tā)適(shì)用於(yú)氣體，液(yè)體介質，但在結(jié)構上(shàng)略有(yǒu)不(bù)同。用於氣(qì)體的(dí)，其葉輪角度較小(xiǎo)，而且葉片(piàn)數(shù)量多(duō)。渦輪流量(liáng)計的(dí)準(zhǔn)確度可達0 2%～0 5%，在(zài)狹(xiá)小(xiǎo)範圍(wéi)內可達0 1%。量程(chéng)比(bǐ)為10∶1，壓損(sǔn)小，耐壓(yā)高。但(dàn)它對流(liú)體的潔(jié)淨(jìng)度有一定要求(qiú)，且易受流體密(mì)度和(hé)粘(nián)度的影響，口(kǒu)徑越小，影響(xiǎng)越大。和孔板(bǎn)一樣，要保(bǎo)證安(ān)裝點(diǎn)前(qián)後(hòu)有足夠的(dí)直管段，以避免流體(tǐ)旋轉而改變對葉片(piàn)的作(zuò)用角(jiǎo)度。

    7　正(zhèng)位移型

    這類(lèi)儀表的(dí)工作原理(lǐ)是根(gēn)據旋轉(zhuǎn)體每旋(xuán)轉一(yī)周(zhōu)，流體移動一(yī)個固(gù)定(dìng)量來測(cè)量的(dí)。儀(yí)表(biǎo)的設計(jì)方式(shì)各異(yì)，如橢圓(yuán)齒輪流(liú)量計，旋轉(zhuǎn)活塞流(liú)量(liáng)計和刮(guā)板(bǎn)流量(liáng)計(jì)等。橢(tuǒ)圓(yuán)齒輪流量計的(dí)量程比較大，可以達到20∶1，且(qiě)。但運動齒輪易被(bèi)流體中的雜(zá)質卡(qiǎ)死(sǐ)。旋(xuán)轉活塞(sāi)流(liú)量(liáng)計單位(wèi)流通量(liáng)大(dà)，但由(yóu)於結構(gòu)上(shàng)的原因(yīn)，泄(xiè)漏(lòu)量(liáng)較大，準(zhǔn)確(què)度不高(gāo)。正位移(yí)型(xíng)的(dí)流(liú)量計(jì)基(jī)本與(yǔ)流體粘(nián)度(dù)無關(guān)，適用於油(yóu)脂類，水等(děng)介(jiè)質，但不適用於蒸汽，空氣(qì)等介(jiè)質(zhì)。