
流量计是测量液体或气体流量的仪器。根据测量原理的不同,流量计有很多种类,重要的是要根据被测流体的材质和安装位置等选择合适的流量计。下面将按以下类别解释流量计的原理和特点。
这是一种利用超声波穿透物质传播特性的流量计。超声波流量计有传播时间差式(时间差式)和根据反射波的频率变化(多普勒效应)测量流速的方式。由于超声波可以穿透物质传播,因此可以安装在管道外部来测量管道内部的流量。这种形式被称为“夹钳式”,常用于大口径管道的流量测量。
这种流量计在安装成本和可维护性方面具有优势,但容易受到气泡的影响,并且需要较长的直管段。然而,近年来,随着新的超声波技术的发展,已经开发出紧凑且抗气泡的流量计。
电磁流量计利用电磁感应产生的电动势来检测流量。
其特点是管内无障碍物,结构简单,易于维护,耐腐蚀性和耐磨性优异,并且能抵抗附着性异物的影响。
根据测量对象液体和连接方式等,有多种类型。例如,有专用于水的、适用于冷却水、温水、处理水、工艺废水的,还有可以法兰连接的类型和对夹式连接的类型。此外,还开发了考虑到电磁流量计常见的电极相关问题(如电极附着、内衬附着、浆料噪声等)的机型。
这是一种利用“科里奥利力”的流量计,当流体流过振动的U形管时,两根管之间会产生反向作用力。
无需使用校正系统即可测量质量流量,精度高达指示值的0.15%,可测量到最大流量的1/100。除了普通液体外,还可用于高粘度液体和浆料,并且不易受被测流体电导率的影响,因此适用于多种流体。此外,它还具有无需直管段、响应速度快、即使流体中含有脉动成分也能跟踪的特点。
利用其可测量质量流量的优点,它被用于测量气体和化学过程中影响反应的原料质量,以及管理建筑工地排出的污泥水中泥沙的浓度。
热式流量计通过测量流体从发热体带走的热量来测量流量。也称为“热式流量计”或“热式质量流量计”。由于没有像旋转轴那样的运动部件,有助于大幅减少日常维护工作量,并且可以测量到微小的流量。此外,根据类型的不同,可以测量的温度范围从几百度的超高温到零下几百度的超低温。
热式流量计主要用于测量气体。它可以直接测量气体的质量流量,是测量洁净气体的理想流量计。
当流体流过物体时有规律产生的涡流被称为“卡门涡流”,卡门涡流流量计通过压电元件检测这些涡流来测量流量。压电元件包括应变片(应变规)和热敏电阻规,应变片通过电阻变化检测流量,而热敏电阻则将热敏电阻的温度变化转换为电阻变化来检测流量。此外,还有电容式、超声波式等。所有这些类型都容易受到振动/声学噪声和压力损失的影响,并且安装时需要直管段。
叶轮式流量计将流体转动叶轮产生的脉冲波转换为电压信号,再根据电压信号测量流量。由于其基本构件仅为叶轮和轴承,因此体积小、重量轻,安装姿态限制少。根据类型的不同,可以看到叶轮的运动,因此即使信号系统发生故障,也可以在现场监控流量的有无。叶轮式流量计有机械式、磁式等。机械式通过叶轮的运动驱动累加器,用于大型水表等。磁式则在叶轮每次经过检测线圈时产生脉冲电压信号,也用于石油产品和低粘度LPG的流量测量。由于结构原因,存在异物堵塞、轴和轴承等机械磨损问题,因此需要定期维护。
浮子式流量计是一种通过流体使其上下移动的浮子的位置来测量流量的流量计。也称为“面积式流量计”或“转子流量计”。由于结构简单,成本低廉。此外,由于不需要直管段,安装位置的自由度很高。而且,因为它利用流体的能量,所以不需要电源。
可测量液体和气体,被广泛应用于医疗、生物、高科技产业等各种领域。另一方面,它不适合测量高粘度或含有固体的流体,脉动也会导致测量误差。此外,还需要注意浮子因污垢、磨损或腐蚀而引发的故障。
差压式流量计是一种通过测量管道内被称为“孔板”的壁所产生的压差来测量流量的流量计。也称为“孔板流量计”或“隔膜式流量计”。不仅可以测量液体和气体,还可以测量蒸汽。可测量从小流量到大流量的范围。此外,它还有一个特点,即没有活动部件,因此不易发生故障。在流量计中,它可有效降低初期导入成本,而且不需要进行流量对输出的校准工作(实流校准),因此在制造成本方面具有很大优势。但是,流量计的上下游需要较长的直管段,且导管部分容易堵塞,因此在安装和维护时需要注意。此外,它还有一个缺点,即最大最小流量比约为3:1,比较小。
如上所述,各种类型的流量计各有其优缺点。由此可知,流量计的性质由以下条件决定。
此外,长期使用时,针对污垢和堵塞的维护性以及消耗品带来的运行成本也是重要的考量因素。
如本文所介绍,之所以存在多种流量计,是为了满足各种制造现场的需求,而制造现场的每一个要求都是实现安全、质量和生产效率不可或缺的条件,这一点是毋庸置疑的。近年来,为了实现更高级的流量测量,已经开发出克服了各种类型流量计缺点的流量计。