新型流量计的发展现状

新型流量计的发展现状

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1.超声波流量计目前流行的时差法超声流量计实际上是径流速计型插入式流量计(外夹式除外)，它确定的是面平均流速，而流量应由体平均流速反映，如果速度分布为轴对称，且为充分发展管流电动截止阀，则面平均流速与体平均流速有一定比例关系，当流量变化(即雷诺数)时，两种平均流速的差值可以从5%变到8%，即反映面平均流速的流量比体平均流速的流量偏大5%~8%。问题的棘手在于现场应用时由于速度分布畸变及旋转流使两种平均流速不存在简单的关系了。时差式超声流量计对阻流件干扰的抑制发展出多声道型式，人们希望用多声道组成声道网络，可以用计算机分析整个管道横截面上的分布畸变与旋转流，制定仪表信号处理方案获得高的测量准确度，欧洲燃气测试联盟(GERG)2004年对目前世界上最著名的几家气体超声流量计生产厂产品进行不良安装条件下测试，证明多声道气体超声流量计对阻流件干扰仍然敏感，甚至达到1.2%的测量偏差。另外，由于超声流量计传感器钢结构型式五花八门相册，某生产厂产品的现场试验的数据并不一定能为另外生产厂借用。气体超声流量计国际标准正在制订中，标准草案特别提出要制订把实验室校验的仪表特性转换为现场仪表特性，如何保持特性转换是一个重点内容，在目前所有国际标准中它是第一份提出这个要求的，这亦从侧面反映这个问题对此种类型流量计是一个核心问题。标准草案中还反映另一个棘手的问题--噪声影响必须予以关注。在工艺管道中噪声源有管件和减压阀门等，情况随机性大且很复杂，如何克服目前已提出不少办法，但要列入标准尚需进行大量的测试认证。应该指出，近年国际上推崇超声流量计为21世纪流量计是有一定根据的条码打印机，它具有一系列特点为其它类型流量计所不及，但是从上述介绍可见，要达到期待的优良特性及实际应用尚有一段相当艰巨的路程，应该相信，困难是可以克服的，只要投入足够的研发力度，实现的日子就会到来调节阀。
2.电磁流量计(以下简称EMF)按照EMF遵循的工作原理法拉第电磁选机感应定律，仪表的流量(流速)仅与流体流速有关，不受流体的密度、黏度、温度、压力以及一定范围内的电导率变化的影响，但是实际上由于仪表的钢结构型式、安装条件及使用现场条件的差别，实践证明，这些影响量对流量计的测量准确度是有一定影响的，特别是高准确度级别时这些影响已不容忽视。1990年国际仪表用户协会(WIB)委托荷兰TNO(荷兰应用科学研究组织)和荷兰DSM研究所对8家电磁流量计制造厂提供的20台准确度优于1%的流量计进行影响量的研究试验贝兴牌左旋肉碱，试验历时2.5年左旋肉碱，影响量有流体电导率、黏度、流体温度、环境温度、管道尺寸，衬里材料等。一般仪表厂产品使用说明书对某类型电磁流量计皆指出其电导率阈值(下限值)的数值，说明不能低于阈值，如低于阈值会增加示值误差直至不能应用。WIB试验证明流量计在阈值附近示值误差甚至有1%~6%的变化，仪表生产厂提供的阈值数值是在实验室理想工作条件下得到的，现场受流体电导率均匀性、连接信号线、外界噪声等的影响，需要提高阈值。例如：一个数量级才能正确测量，低流速的流量比高流速的流量影响大，小口径仪表影响比大口径仪表影响大。液体黏度的影响在一些介质：调制糖、水溶液、甘油水溶液黏度为5，15，75和200mm2/s(cst)中试验，证明示值误差变化在0.7%~1.6%，变化最大的一台仪表近4%。黏度异于水的介质其特性曲线(以雷诺数为参数)不能用水校验的特性曲线代表。液体温度和环境温度对其它参数(如电导率、黏度等)的影响波及流量计测量准确度，对小口径和低流速仪表比较敏感。WIB在20℃~45℃内试验，对DN10~DN40示值偏移达0.2%~0.3%。流体杂质在管道内附着和沉淀会显著影响仪表特性，产生的示值误差不容忽视。附着物电导率大于液体电导率，则测得流量值偏低，若电导率低，则测得值偏高滚动灯箱，液体中含有气泡，视气泡的流型而异，如电极被覆盖，则输出信号晃动，甚至不能正常工作。在几种常用的流量计中电磁选机流量计的抗非充分发展管流的干扰是较强的，一般前置直管段长度10D已可抗严重干扰，如空间双弯头，各种气动闸阀开度。在标准(GB/T18660，GB/T18659，JISB7554，ZBN12007等)中有一些表列数据，但与ISO5167比较，无论明细方面及成熟程度差距较大。
3.涡轮流量计(以下简称TUF)
TUF是受流体条件影响严重的流量计，在物性方面：液体TUF受黏度影响较大光学仪器，气体TUF较小；受密度影响，则气体TUF较大，液体TUF较小；在流体流动特性方面：TUF应有足够长的直管段长度或安装流动调整器，在流体性状方面，腐蚀磨蚀、结垢、脏污、堵塞会严重影响流量计特性直至不能正常工作。在新型流量计中TUF是发展较早的一类流量计，它已颁布相当完备的标准规范文件，如ISO2715、ISO9951、OIMLR6、R3 2、A GA N0 7、P rE N1 22 61、JISZ8765、JISB7501等。但是这些标准文件与ISO5167有显著的差别，它缺少ISO5167的三个特点，因此我们难以藉助标准文件对仪表现场准确度的影响量进行修正。TUF的检测件无法提出统一的钢结构形状和技术要求，因此统一的流出系数(或仪表系数)是不存在的，当然现场影响量对不同的钢结构形状是会产生不同的影响的。钢结构形状的创新会使TUF特性更上一层楼，因此统一钢结构形状不是此类流量计的选择。目前，TUF为保持高准确度在现场配备在线校验系统，如天然气输配气站移民加拿大，但是在城市企业或公用事业的应用就难以实行这种措施，如何确定现场准确度仍然是值得探讨的课题。