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流量儀表發(fā)展的趨勢和應用進展分析
發(fā)布日期：2013-03-08 瀏覽次數(shù)：4264
一、發(fā)展趨勢
1、流量傳感器（TRANCDUCCER）的多參數(shù)測量
流量檢測元件或流量傳感元件（SENSOR）除感受流量外，還可能感受其他變量，并由此衍生其他功能，可簡化流程的檢測系統(tǒng)，減少儀表數(shù)量和連接管線，降低費用。流程管道開孔的減少降低潛在泄漏故障。
A、里奧利質(zhì)量流量計
B、電磁流量計
非滿管電磁流量計在測量平均流速的同時還必須測量管內(nèi)液體高度。利用兩勵磁繞組分別正向和反向串接，產(chǎn)生兩種不同磁場強度和磁場分布下測得的流速信號電勢，兩電勢之間的比值與液位高度有一定的函數(shù)關系。
C、渦街流量計
渦街流量計旋渦發(fā)生體分離的旋渦頻率F正比于流速V（F＝K1V，K1為系數(shù)），同時感受與ρV2成正比的升力F（F＝K2ρV2，ρ為流體密度，K2為系數(shù)）。以F除以F，在乘流通面積A，編可求得質(zhì)量流量QM，即
QM＝（F／F）A＝（K2ρV2／K1V）A＝KρVA
式中K——儀表系數(shù)K＝K2／K2。
D、超聲流量計
超聲質(zhì)量流量計試圖在傳播時間法超聲體積流量計的基礎上，在利用超聲測得第二參量液體聲阻抗和密度，演算后得質(zhì)量流量。
2、配用第二參量檢測元件（或獨立的第二參量傳感器）組合測量質(zhì)量流量或其他參量
A、科里奧利質(zhì)量流量計配用差壓變送器測量粘度
B、渦街流量計配用差壓變送器測量質(zhì)量流量
C、氣體體積流量計內(nèi)裝壓力／溫度傳感元件測量質(zhì)量流量
D、電磁流量計內(nèi)裝溫度檢測元件修正體積溫度影響
日本山武公司zui近推向市場的電磁流量計，就有電極內(nèi)裝PT電阻溫度檢測件，以解決這類問題。
3、壓式儀表的差壓發(fā)生體和差壓變壓變送器一體化
將差壓變送器直接與噴嘴等節(jié)流裝置或均速管裝在一起，省略了在現(xiàn)場布引壓管線工程，改善動態(tài)特性，減少維護工作和故障率，降低初置費用和運行費用。據(jù)日本對1996～1997年間新建四家工廠的調(diào)查，所用近400臺差壓式流量儀表中，一體化直接安裝型儀表已占三分之一。
4、開發(fā)普及型儀表
適度降低測量度等性能，取消原為通用功能改為選擇功能以簡化儀表組成，設計成較窄應用范圍的儀表，從而降低價格擴大用戶面。
A、科里奧利質(zhì)量流量計設計普及型
科里奧利質(zhì)量流量降低度（量程誤差從±0.2％左右降低到±0.5％），功能減少，實際普及型儀表。
B、電磁流量計從流程工業(yè)轉向居住民用領域
降低電磁流量計測量度等性能，如基本誤差定位在±2％，設計成具有水表特點的電磁水表。在日本這類電磁式水表已納入日本水表標準。
C、超聲*表
國外民用計量天然氣價格低廉的超聲流量計以形成規(guī)模生產(chǎn)。平均價格約為流程工業(yè)用超聲流量計平均價格的1／30。
二、應用進展
成熟儀表應用上受到限制的某一領域，在技術上有所突破后，開發(fā)出相適應的改進型儀表，使得在該領域有較快發(fā)展，下文討論幾種流量儀表應用領域的進展。
1、超聲流量計
近年超聲流量計應用于氣體（包括蒸汽）、儲存交接（CUSTODYTRANSFER，常簡稱CT）和財貿(mào)核算、民用住宅天然氣消費計量三個領域有較大進展。
A、氣體應用
當前國外能源開發(fā)，天然氣比石油發(fā)展快，促進了過去發(fā)展緩慢的氣體超聲流量計發(fā)展。有人估計工業(yè)用超聲流量計，當前已有近15％用于氣體。
近年還見到國外至少有3家制造廠向市場推出應用于蒸汽的超聲流量計，用一棒傳送聲速信號到遠離蒸汽的超生換能器，可測高達480℃的過熱蒸汽。
B、進入儲存交接和財貿(mào)核算應用領域
超聲流量計采用多聲道測量（4～8聲道）技術和短管流量傳感器結構設計，并實流校準，測量度大幅的提高，液體用儀表精度等級有高達0.15級，氣體用儀表普遍為0.5級。今后必然將逐步替代有活動部件的儀表。
1999年北京已在進京高壓天然氣輸送管線上裝用超聲流量計，與原裝有的孔板差壓流量計對比，顯現(xiàn)出其*的使用性能，得到各方面的認可。
C、進入住宅天然氣消耗計量應用領域
90年中期國外超聲*表已達到取代應用150余年的膜式煤氣表的規(guī)模。有人估計世界范圍近年銷售量已接近40萬臺／年。
2、電磁流量計
A、非滿管電磁流量計
傳統(tǒng)電磁流量計只能測量滿管液體流量，非滿管電磁流量計應用于具有自由表面自然流的下水排放領域，并提高該領域的測量度。將傳統(tǒng)非滿管流或明渠流流量誤差從±（3～5）％FS降低到±（1～2）％FS。
B、測量更低點導率的液體
現(xiàn)在可測量比傳統(tǒng)電磁流量計電導率閾值低2～3個數(shù)量級的液體，如以前不能測量的甘油、乙二醇等。除此之外，本類儀表幾乎不存在漿液噪生和流動噪聲，也不會產(chǎn)生電極表面效應形成的噪聲。
襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導電層或結薄絕緣垢層也不會影響測量。
C、低功耗和二線制電磁流量計有較快發(fā)展
二線制不需另外外接激磁回路，僅用4MADC電流提供儀表所需功率，通常僅數(shù)十毫瓦。低功耗電磁流量計使有可能采用干電池或太陽電池，更方便地將電磁流量計裝用于無市電供電的場所。
D、二維（方向）電磁流速計和多測量點插入式電磁流量計
置于船體外部的船舶電磁航速儀是插入式電磁流量計的雛形。后來插入式電磁流量計在大中型管道中卻有較大發(fā)展，也有用于明渠，稱作電磁流速計（ELECTROMAGNETICCURRENTMETER）。但在河道流或水利試驗模型不僅要測量流速還要知道流速方向。二維電磁流速記又稱向量流速計，使電磁流量儀表族可以進入水文試驗應用領域。
此外插入式電磁流量計還參照勻速管的設計思路，在插入桿上置多套電磁流速測量單元，提高測量精度，使插入式電磁流是計在大管經(jīng)應用處于有利地位。
3、熱式質(zhì)量流量計
熱式質(zhì)量流量計過去主要是熱分布式，應用于氣體小流量測量，較多應用于半導體工業(yè)，熱處理爐、分析儀器等氫、氧、氨等流量測量和控制以及閥門制造過程中測定泄漏量等。國外近年熱消散效應的侵入式和插入式熱式流量計應用與環(huán)境保護和流程工業(yè)大中型管道發(fā)展迅速。徑向分段排列多組檢測元件組成的檢測桿，較多以插入方式應用于HVAC（暖氣通風空調(diào)）工程大中型管道；還應用于鍋爐大管道進風量和煙道排氣量監(jiān)測SO2和NOX排放總量。
微小液體質(zhì)量熱式流量計雖然已有20余年歷史，但在工業(yè)上應用直到近幾年才較快發(fā)展，現(xiàn)在已有幾家制造廠生產(chǎn)多種型號熱分布式熱式流量計投入市場。當前主要應用于化學、石化、食品等流程工業(yè)實驗性裝置。例如：藥液配比系統(tǒng)中定流量配比控制，液化氣注入過程中液流測量和控制。
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