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流量计

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图表:流量计压力损失:文丘里与孔板
图表显示变截面流量计的各种设计风格。
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图表:活塞流量计的设计
活塞流量计不同的设计图
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超声波时差流量计
超声波时差流量计的一些技术信息

图表:压力损失:文丘里与孔板
图表显示基本的文丘里与孔板压力损失的关系。点击图片观看大图。

图表: 雷诺数对不同流量计的影响
图表显示雷诺数对各种流量计的影响。点击图片观看大图。

图表:传统流量计的磁流、辐射密度和角动量
图表显示传统流量计的磁流、辐射密度和角动量。

流量计简介
什么是流量计?
流量计流量计是用于测量液体或气体的线性、非线性、质量或体积流量的仪器。

流量计的选择
良好的流量计选择的基础是对特定应用要求的清晰理解。因此,要花时间全面评估工艺流体及整体安装的性质。下面是一些关键问题,需要在选择流量计之前作出回答:

  • 流量计所要测量的流体是什么(空气、水等)?
  • 需要测量率和/或流量总量吗 ?
  • 如果液体不是水,该液体的粘度是什么?
  • 流体是否清洁?
  • 是否需要本地显示或电子信号输出?
  • 最小和最大流量是多少?
  • 最小和最大过程压力是多少?
  • 最低和最高的过程温度是多少?
  • 流体与流量计接液部件是否化学兼容?
  • 如果这是一个过程应用,管道大小是多少?
流量测量介绍
选择流量计时,应考虑特定厂区人员的熟悉程度、他们校准和维修的经验、备件的供货能力和平均失效间隔时间等无形因素。建议在采取这些步骤后再进行安装成本的计算。最常见的流量测量失误之一就是颠倒了这些步骤的顺序: 不去选择 能正常工作的传感器,而是试图找理由使用更便宜的产品。那些低廉的采购可能会成为最昂贵的设施。

良好的流量计选择的基础是对特定应用要求的清晰理解。因此,要花时间全面评估工艺流体及整体安装的性质。

流量传感器选择的第一步是确定流量信息应该是连续的还是累加的,此信息是本地需要还是远程需要。如果远程需要,信号传输是模拟的、数据的还是共享的? 如果是共享的,所需(最小)数据更新频率是多少? 一旦回答了这些问题,就应着手评估工艺流体的性质和流动特性,以及容纳流量计的管道系统。为了更系统地进行这项工作,一些表格应运而生,要求为每个应用都要填写以下类型的数据: 点击这里下载流量计评估表

流体和流动特性: 在表中这个部分,流体的名称应该给出,它的压力、温度、允许压降、密度(或比重)、电导率、粘度(是否牛顿)和最大工作温度下的蒸汽压力都要被列出,还应同时说明这些属性如何会发生改变或互动。此外,所有安全或毒性信息也应提供,以及流体构成、气泡存在情况、固体(研磨的还是软的,颗粒大小,纤维)、涂倾向和光传输品质(不透明,半透明或透明) 的详细数据

选择流量计时,除正常运行值外,预计的最小和最大压力、温度值也应给出。是否可以反向流动,是否并不总是充满管道,是否会形成段塞流(气体-固体-液体),是否有可能曝气或脉动,是否可能发生突然的温度变化,或在清洗和维护中是否需要特别的预防措施,这些事实也应加以说明。

关于管道系统和流量计将被安装的地方,要考虑:

对于管道,其方向(在液体应用中避免向下流动)、大小、材料、时间表、法兰压力等级、 可达性、上游或下游的转弯、阀门、调节器和可用的直管长度。

指定工程师必须知道该地区是否可能存在振动或磁场,是否能提供电动或气动能源,该地区是否属于爆炸危险区,或是否有其它特殊要求,如符合卫生或就地清洗(CIP)的规定。

下一步是通过识别将被测量的最小和最大流量(质量或体积)来确定所需仪表范围。然后确定所需的流量测量精度。通常,精度以实际读数(AR)的百分比、标准量程(CS)的百分比或满量程(FS)的百分比表示。精度要求应按最小、正常、最大流量分别指出。除非你知道这些要求,否则,在整个量程内,流量计的性能可能不会被接受。

在根据仪表读数来销售或购买产品的应用中,绝对精度至关重要。在其它应用中,可重复性也许比绝对精度更为重要。因此,建议分别建立每个应用的精度和可重复性的要求,在规格中都做说明。

当流量计的精度以% CS或% FS 单位表示,其绝对误差将随实测流量下降而上升。如果表误差以% AR表示,不论是高流量或低流量,绝对误差保持不变。因为满量程(FS)总是比标定量程(CS)大,所以以%FS表示性能的传感器总是比相同%CS规格的传感器有更大的误差。因此,为了公平地比较所有的选择,最好把所有误差单位都换算成等同的%AR单位。

在精心准备的流量计规格中,所有的精度都转换成统一的%AR单位,而这些%AR精度要求需根据最小、正常和最大流量分别指定。所有流量计规格和报价都应明确阐明在最小、正常和最大流量时该流量计的精度和可重复性。

如果两个流量计类别同时提供可接受的计量性能,而其中一个没有移动部件,则选择没有移动部件的那一个。移动部件是问题的潜在来源,不仅因为明显的磨损、润滑和涂层敏感性等原因,也因为移动部件需要间隙,有时会在被测流体中产生滑动。即使是维护良好并校准的流量计,这种不可测的流量都会随流体粘度和温度的变化而变化。温度变化还会改变仪表内部尺寸,从而需要补偿。

此外,如果能从一个完整流量计和一个点传感器获得相同的性能,一般建议使用流量计。因为点传感器不关注全流量,它们只有在插入流速是整个管道流速的平均值的深度时才能读数准确。即使这一点在校准时被精心测定,它也不大可能一直保持不变,因为速度分布受流量、粘度、温度和其它因素影响而改变。

在选定一个流量计之前,建议先确定是以质量还是以体积单位来显示流量。当测量可压缩材料的流量时,体积流量就没什么意义,除非密度(有时也需要粘度)是不变的。当测量不可压缩液体的流速(体积流量)时,悬浮气泡的存在将导致错误,因此,在流体到达仪表之前必须清除气体。在其它速度传感器中,管道内衬可引发问题(超声波),或者当雷诺数过低时(涡街流量计要求 RD> 20000),仪表可能会停止运作。

鉴于以上因素,应考虑对密度、压力和粘度不敏感而且不受雷诺数变化影响 的质量流量计。此外,在化工行业中应充分利用各种水槽,它们可以测量部分满管流,并可通过大量的漂浮或可沉淀固体颗粒。

 流量计种类
FLD2000



测量气体和液体的转子流量计或变截面流量计

转子流量计是一个锥形管和一个浮子。它是使用最广泛的可变面积流量计,因为其成本低廉、结构简单、低压降、有较宽的量程和线性输出。点击左图查看完整的转子流量计清单。

FLMG

更多变面积流量计: 弹簧及活塞 流量计
活塞式流量计采用由活塞和圆锥体形成的一个环形孔板。活塞被已校弹簧固定在锥形底部(一个无流量的部位)。刻度是基于不同的比重,油表为0.84,水表为1.0。简洁的设计以及便于传输电信号使它们在流量显示和控制中成为转子流量计的经济替代。点击左图查看完整的弹簧和活塞流量计清单。

FMA-A2000系列 气体质量流量计
热式质量流量计受密度、压力和流体粘度的轻微影响。这种样式的流量计或采用差压传感器和温度传感器,或采用加热传感元件和热力学热传导原理,来确定真正的质量流量。这种质量流量计很多都有内置显示和模拟输出,以便于记录数据。常见的应用包括泄漏检测和以每分钟毫升计的低流量测量。点击左图查看完整的质量流量计清单。 For a complete listing of Mass Flowmeters click on the image at left.

FD-7000


液体超声波流量计(非介入式或多普勒)

超声波多普勒流量计常用于脏污应用,例如废水以及其它会对传统传感器造成伤害的肮脏液体和泥浆。操作的基本原则是利用运动中的悬浮颗粒或气泡(不连续)反射的超声波信号的频移(多普勒效应)。点击左图查看完整的超声波流量计清单。


FTB-900 涡轮流量计
涡轮流量计的精度可达0.5%R。这是一个非常准确的仪表,可用于清洁液体和100厘斯以下的粘性液体。要求入口处的直管管长至少为管径的10倍。最常见的输出是正弦波或方波信号频率,但也可在其上安装信号调节器来获得模拟输出并起到防爆作用。仪表的多桨叶叶轮安装在自由运动的轴承上,与流体成直角并悬浮在流体中 。点击左图查看完整的涡轮流量计清单。

FP7002

叶轮式流量计

对于水和类水流体,叶轮式流量计是最流行的低造价流量计之一。其中许多都提供管配件或插入样式。象涡轮流量计一样,要求入口处的管长是管径的至少10倍,出口处至少5倍。如果用于水以外的流体,应核实化学兼容性。正弦波和方波脉冲输出是常见类型的输出,但也有整体或面板安装的变送器可供选择。叶轮传感器的转子与流体垂直,只接触有限的流体截面。点击左图查看完整的叶轮式流量计清单。
FPD2000系列 容积式流量计
在水的应用中,当没有直管可用,水流的动荡对于涡轮 和叶轮流量计来说过大,这时可使用容积式流量计。容积式流量计也可用于粘性液体 。点击左图查看完整的容积式流量计清单。

FV-500C

涡街流量计

涡街流量计的主要优点是对工艺条件的变化灵敏度低,以及相对孔板或涡轮流量计来说磨损度低。而且初始和维护成本低。由于这些原因,它们已经获得越来越广泛的用户接受。涡街流量计要求上浆,具体做法请联系我们的流量工程部门。点击左图查看完整的涡街流量计清单。

FTP-6100

用于液体和气体的皮托管或差压传感器

皮托管具有以下优点: 简易、低成本安装、永久压力损失非常低、低维护和良好的耐磨性。皮托管要求上浆,具体做法请联系我们的流量工程部门。点击左图查看完整的皮托管流量计清单。

FMG900

导电性液体的电磁流量计

有直通式和插入式。电磁流量计没有任何移动部件,是废水或任何导电脏污液体的理想选择。有整体的显示器,或者用于远程监控或数据记录的模拟输出。点击左图查看完整的电磁流量计清单。

FMA1000

用于空气流量测量的风速计

热线风速计是没有移动部件的探头。气流可以在管道中通过手持或永久固定式仪表测量。还有叶轮风速计。叶轮风速计通常比热线风速计大,但更经济并坚固耐用。带有温度和湿度的测量。点击左图查看完整的气体流量计或风速计清单。
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