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流量監測中幾種常用的流量計

1.1 電磁流量計
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。由于其*的優點，目前被廣泛地應用于酸、堿、鹽等腐蝕性介質，易燃易爆介質，污水處理以及化工、醫藥、食品等工業中的漿液流量的測量，并形成了*的應用領域。

1.2 超聲波流量計
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。超聲波流量計的測量方法很多，有時間差法、頻率差法、相位差法、多普勒法。時間差法、多普勒法是應用zui多的測量原理。
超聲波流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設置任何阻礙件，均屬*流量計，適用于解決流量測量困難的問題，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點，近年來它是發展迅速的流量計類型之一。

超聲波流量計的特點是可做非接觸式測量，為無流動阻撓測量，無壓力損失，可測量非導電性液體，對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。時差法超聲波流量計是目前應用zui廣泛的。隨著CPU、信號處理技術的發展，測量的準確度和可靠性有了很大的提高。尤其是時間測量技術的發展，時差分辨力提高了，解決了小口徑、低流速測量難的問題。應用領域也從凈水擴展到循環水、污水、重油、原油、成品油以及空氣、天然氣等多種介質。但有較多氣泡或懸浮物的液體會阻礙聲脈沖的正常傳播，導致不能正常測量，所以超聲波流量計更適于測量純凈液體。
多普勒法超聲波流量計一般要求流體內有足夠大的散射體存在，而且還得是連續的。通常情況下，散射體的速度與流體的速度有明顯的滑差，要求流體流動的速度必須比粒子產生沉淀的臨界速度大很多，另外測得的速度只是散射體相遇點的速度值，因此，測量的速度值對流速分布和流態有很大的依賴性，也就是說直管段的長度要求很長，需在20倍管徑以上。所以，多普勒法超聲波流量計的應用有一定的局限性，較多應用于生活污水、工業廢水、啤酒飲料等介質的測量，通常不適用于非常清潔的流體測量。

1.3 V錐流量計
V錐流量計是一種新穎的差壓式流量計，利用一個V形錐體在流場中產生的節流效應來測量流量，如果流體通過一個節流元件時，流速會加快，從而會使動能增加，而被加速處流體的靜壓力反而會被降低。壓降的大小與流體的流速具有一定的函數關系，在其它條件不變的情況下，壓降會隨流速的增加而增加，隨流速的減小而減小。
V錐體流量計和其它節流式流量計不同，它改變了節流的布局，使它從中心孔節流變成環狀節流，V錐流量計是集差壓式流量計之精華的結晶，它的節流緣是鈍角，流動時形成邊界層，使流體離開了節流緣。邊界層效應使骯臟流體不能磨損節流緣，其β值（等效直徑比）長期不變，是一種接近理想狀態的節流裝置，具有長期的穩定性。適用于各種氣體和液體、煤氣、各種臟污氣體介質、直管段不足的場所和對精度要求高的地方。由于經濟成本和該儀表還沒有標準或國家標準，因此，還沒有得到大力的推廣和應用。

2 流量計的選型設計
在進行流量計的選型設計之前，我們應該首先明確被測對象，然后再綜合考慮儀表性能、安裝條件、環境條件和經濟因素這幾方面因素。
2.1 明確被測對象
被測對象就是工業廢水，工業廢水含有大量的雜質，有一定的導電性和腐蝕性。那么哪一種更適合這類水質的測量呢？
電磁流量計適合測量導電液體（電導率≥5μS/cm）的流量，應根據被測介質物性、管道材質，合理選擇電極形式、電極材質、襯里材質、接地方式、防護等級。
超聲波流量計對被測介質要求十分苛刻，像多普勒法超聲波流量計只能正常測量雜質含量相對穩定的流體，而時間差法流量計主要用來測量潔凈的流體。
V錐流量計適用于臟污的流體測量，但前提條件是雷諾數應滿足要求。當雷諾數無限制地下降時，V錐流量計的流出系數隨著雷諾數的減小而減小，其不確定度將增加。在高壓的場合，V錐流量計使用有局限性，因為錐體負壓管的結構在承受高壓的情況下會發生脫落，導致事故的發生，選型應注意。
2.2 流量計性能方面
在選用某種流量計時，首先應綜合考慮該種流量計的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、輸出信號特性、響應時間、不可測性等因素。
電磁流量計的傳感器結構簡單，測量管內沒有任何阻礙介質流動的節流部件，所以不會引起任何附加的壓力損失，是流量計中耗能zui低的流量儀表之一。電磁流量計的量程范圍極寬，并且在測量過程中不受被測介質的溫度、粘度、一定范圍內電導率的影響，反應靈敏，可提供選擇的口徑范圍極寬，從幾mm到3m都可以滿足，選擇電磁口徑時應保證zui小流量工況下被測介質流速不小于0.5m/s。
超聲波流量計是一種非接觸式的測量儀表，沒有機械傳動部件，通道內也沒有阻礙件，無壓力損失，能量損失小，測量精度不高。
V錐流量計是一種具有*性能的新型流量計，具有高精度、高穩定性，量程比較寬，而且重復性好（≤0.1%），準確度高（≤0.5%）。因為它是靠節流效應來測量壓差的，所以有一定壓損。
2.3 安裝條件方面
許多流量計在運行過程中存在問題，大部分是由于安裝出現了問題。
電磁流量計水平、垂直（下進上出）、傾斜（底進頂出）安裝都可以，但要求前、后需有直管段，一般的要求是前直管段大于等于5D，后直管段大于等于3D。電磁流量計安裝時應保證滿管流，不能安裝在管道zui高點。儀表井內安裝的電磁流量計傳感器防護等級應為IP68。
超聲波流量計的安裝對前、后直管段的要求比較高，安裝位置至少要有15D的直管段長度，不能受振動的影響，否則測量不精確。
V錐流量計的安裝使用非常方便，安裝方式靈活，可選管道法蘭式、直接焊接式、方管式，所需的直管段很短，前直管段小于或等于3D，后直管段小于或等于1D就可以滿足要求。當測量臟污介質時，應合理選擇V錐流量計取壓方式，避免測量管線堵塞。
2.4 環境方面
環境方面主要是考慮周圍溫度、濕度、安全因素、信號調節及變送、壓力、大氣及電子干擾等對流量計性能穩定方面的影響。安裝時都應盡量避開大電機、大變壓器等，以防引入電磁干擾。
電磁流量計的環境溫度一般在－30～80℃，對相對濕度的要求在5%～95%之間，大氣壓力為86～106kPa；超聲波流量計對環境溫度的要求為：轉換器是－10～45℃、傳感器是－30～60℃（常溫型）和－30～160℃（高溫型）；而V錐流量計環境溫度在－25~60℃范圍內，一體型結構溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些，環境相對濕度在10%～90%范圍內。
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