现行流量计的特点以及选型

在当前的工业生产应用中，存在着种类繁多的流量计，对设计人员选型造成了   的难度。流量计按测量原理大致可以分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。不同类型的流量计其特点也略有不同，需针对不同的测量、不同的测量介质、不同的工作范围，选择不同种类、不同型号的流量计，以取得   的测量效果。
　　一、现行流量计的特点
　　1、孔板流量计
　　孔板流量计是   常用的一种流量计，属于差压式流量计，以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础。充满管道的流体在经过管道内节流元件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴等)，流体流线在节流元件处形成局部收缩，流速加快，在节流元件前后形成压差。
　　孔板流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压流量计组成，对工况变化准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)并进行温压补偿。其主要特点是：
　　(1)结构易于复制，简单，牢固，性能稳定。(2)廉。(3)应用广泛，液、气、蒸汽皆可测量。(4)准确度不高，压损大。
　　2、涡街流量计
　　在流体中设置漩涡发生体(阻流体)，从漩涡发生体两侧交替地产生两列规则的交替排列的漩涡涡街，漩涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。
　　主要特点：
　　(1)结构简单，维护方便。(2)适用流体种类多，液、气、蒸汽皆可测量。(3)准确度较高，测量范围宽，压损小。(4)不适用于低雷诺数测量。(5)抗干扰能力差。
　　3、电磁流量计
　　电磁流量计的原理是基于法拉第电磁感应定律，它是一种测量导电性液体的体积流量仪表。根据法拉第电磁感应定律，导体在磁场中运动时切割磁力线，在导体两端产生感应电势，利用右手定则即可确定感应电动势。
　　主要特点：
　　(1)没有阻流元件，不会堵塞，适用于带有悬浮物、固体颗粒的液体和污水的测量。(2)没有附加压力损失，节约能耗。(3)仪表测量范围大，流速可在0.5~10m/s内选定。(4)不能用于低导电率液体。(5)由于内衬材料为绝缘材料的限制，不能用于较高温的场合。
　　4、均速管流量计
　　均速管流量计(称Annbar、Torbar、Probar、Verabar、Itabar……等)，是基于皮托管测速原理，以测管道中直线上几个点的流速来推算流量的一种插入式流量仪表。它是一根沿直径插入管道中的中空金属杆，在影响流体流动方向有成对的测压孔，一般有三对，其外形似笛子。迎流面的多点测压孔测量的是总压，与全压管相连通，引出平均全压p1；背流面的处有一开孔，与静压管相通，引出静压p2。
　　主要特点：
　　(1)结构简单，重量轻。(2)适应范围宽阔，可适用于多种流体(气、液、蒸汽)。(3)压损小，节能。(4)在直管段长度不足时，准确度难以高于±2%~±3%，不宜作为计量仪表。(5)易于堵塞，要求流体洁净。
　　5、平衡流量计
　　平衡流量计(balancedflowmeter，BFM)是一种新型的流量计，是      航空航天局(NASA)下属马歇尔航空飞行(NASA-MSFC)针对航天飞机的主发动机液氧测量而设计发明的一种新型流量计，由A+FlowTek公司生产，亦称为A+K平衡流量计。
　　A+K平衡流量计(BFM)对传统节流装置进行了大的改进，将节流原理由边缘节流改为平衡节流。平衡流量传感器是一个多孔的圆盘节流整流器，安装在管道的截面上，每个孔的尺寸和分布基于   的公式和测试数据定制，称为函数孔。当流体穿过圆盘的函数孔时，流体将被平衡调整，涡流被   小化，形成近似理想流体，通过标准取压装置，可获得稳定的差压信号，再根据伯努利方程可计算出体积流量、质量流量。
　　主要特点：
　　(1)测量，其测量精度可达±0.5%。(2)直管段要求低，   小可达0.5D。(3)压损小，节约能耗。(4)适用范围广，可以测量气体、液体、蒸汽等各种介质。
　　二、关于流量计的选型
　　   先，   熟悉仪表和被测介质两方面的情况，按照流体的特性及应用范围剔除不适合的方法和仪表，初步选择测量方法和仪表。然后，按照以下几个方面进行分析比较。
　　   先，根据仪表性能进行选型，需要对精度的高低以及仪表的稳定性等方面进行大概的过滤。例如孔板的测量精度较差，相对来说质量流量计的测量精度较高。因此在选型时需要注意，选择精度符合工艺要求的仪表。其次，根据流体特性，选择不同的流量计。举例来说，孔板等差压流量计对于黏稠液体的测量效果不佳；均速管类仪表一般测量洁净的气体或液体，对于介质的洁净程度有较；电磁流量计用于测量可导电的介质，但是对于介质温度的要求较高，不能高于180℃。然后，从安装条件考虑，仪表处于管道的位置，前后直管段要求是否足够，管道周围空间大小是否便于仪表维护，管道是水平安装还是竖直安装等。从现场环境考虑，要考虑到现场的温度对仪表的影响，是否有电磁干扰，是否存在震动，例如涡街流量计，这种对环境要求比较高的流量计，在周围有干扰和震动的场合就不宜使用。   后，从经济方面考虑，比如平衡流量计，就可以做到取代孔板，减少压损，节约能耗。在大规格的管道上应尽量使用插入式流量计，以节约成本。
　　以上介绍了一些工业控制中常用到的流量计类型以及选型方法。在工厂的实际应用中，仪表的选型比较纷繁，应在众多品种中扬长避短，选择   合适的仪表。随着技术的发展，传感技术、计算机技术、微电子技术、通信技术已在流量计上应用，不久的将来各种新型流量计将会应运而生，也将会给工业仪表应用带来新的变革。