化工裝置幾種常用流量計的原理及選型與使用（yòng）

SWIFT TPS458D22功能集成2.9/1.2mΩ的高/低側RDS（ON）功率MOSFET40 A的連續輸出（chū）電流開車的ASIC和DSP在空間（jiān）受限的應用（yòng）。同步降壓（yā）轉換器采用了D-CAP3控（kòng）製模式拓撲，擁有0.5％的基準電壓準確度溫度，包括真正的差分遠端電壓傳感，以滿足深亞微米（mǐ）處理器的電壓要求。
引言
流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛應用與冶金、電力、化工、石油、交通、環境保護及日常生活等國民經濟各個領域。在過程自（zì）動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用；作為過程自（zì）動化控製係統的（de）檢測儀表和測量物料數量的總量表（biǎo）。
流量的正確計量室（shì）生產（chǎn）和能源考核的必備手段，在提高生產（chǎn）效率（lǜ），保障（zhàng）生產安（ān）全和杜絕能（néng）源浪費等方麵發揮著無可替（tì）代的作用。但流（liú）量是一個動態量，它是一個（gè）隻有當流體發生運動時（shí）才實（shí）際存在（zài）的物理（lǐ）量，因此它不僅是基本量的靜態組合，又由於其動態性質，流量量值受到許多複雜因素的影響，例如流體內微（wēi）觀分子之間的相互作用，宏觀的湍流（liú）、漩渦運動等，在（zài）具體的管道中還受到邊（biān）界條件（管壁）的（de）製約。麵對各（gè）種（zhǒng）的流量儀表，如何根據流量、流態、安裝要求與環境條件、經濟性（xìng）等因素合理選型，是應用好流量儀（yí）表的（de）前提和基礎。本文介紹了（le）化工裝置幾種常用流量計的原理及選型（xíng）與使用經驗。
1、汙水流量計
汙水流量計是基於法拉*電磁感應原理研製出的（de）一種測量導電液體體積的流量的儀表，根據法（fǎ）拉*電磁感應定律，導電體在磁場中作切割磁力線運（yùn）動時，導體中產生感（gǎn）應電壓，該電動勢的大小與導體在磁場（chǎng）中作垂直於磁場運動的速度成正比，由此再（zài）根據管徑，介（jiè）質的不同，轉換成流量。

汙水流量計無節流部件（jiàn），因此壓力（lì）損失小，該儀表測量流體流量（liàng）是，不受（shòu）流體溫度、壓力、密度、粘度及流體組（zǔ）份的影響，適合於對有懸浮固體粒子的（de）汙水、煤漿的流量、特別（bié）適合對腐蝕性介質的測量（liàng）。
選型與使用時應注意：汙水流量計所測液體應具（jù）有測量所需的電導率，並要求電導率（lǜ）分布大體上均勻，不能用於測（cè）量電導率很（hěn）低的液體（tǐ），如石油製品和有機溶劑等（děng）。汙水流量計（jì）的測量精度是建立（lì）在液體充滿管道的情形下，目前在管（guǎn）道中有空氣的情況下測量（liàng）問題尚未得到很好的解決，因此汙水流量計不能（néng）測量氣體、蒸汽和（hé）含有較（jiào）多較大氣泡的液體。同時應注意不同溫度及腐蝕性介（jiè）質應選用不同內襯材料和電*材料（liào）。汙水流量計（jì）雖可以在任意管道上安裝（zhuāng），但汙水流量計測量電*的軸線必須保持水（shuǐ）平方向（xiàng），且（qiě）與管道中心線互相垂直。為避免在管道內無液體（tǐ）時出現指針不在零位的錯覺，汙（wū）水流量計的變送器應安裝與任何時候均充滿液體的地方（fāng），同時，該流量計的型號較為（wéi）微弱，因（yīn）而在使用時應（yīng）注意外來幹擾對其測量精度的影響，變送器應安裝在原理一切磁源的地方，不允許有振動。
2、渦輪流量計
渦輪流量計是之中速度是流量儀（yí）表，由於具有測量精度高，反應速度快，測量範圍廣，價格低廉，安裝方便等優點，被廣泛用於化工生產中。
渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。渦輪變送器的工作原理是（shì）當流體（tǐ）沿著管道（dào）的軸線方向流動，並衝擊渦輪葉片是，便（biàn）有與流量qv、流速（sù）V和流體密度ρ乘積（jī）成比例（lì）的力作用在葉片上（shàng），推動渦輪旋轉。在渦（wō）輪旋轉的同事，葉片周期性地切割電磁鐵產（chǎn）生的磁力線，改變線圈的（de）磁通量。根據電磁感應（yīng）原理，在線圈內將感應出脈動的電勢信號（此脈動信號的頻（pín）率（lǜ）與被測流體的流量成正比）。渦輪變送器（qì）輸出（chū）的脈衝（chōng）信號，經前置與放大器放大後，送入顯示儀表，就實現了流量的測量。

在化工裝置選型與使用時應注意：流量計（jì）本體*好選用316不鏽鋼材（cái）料以防腐；應注意確保被測介質對渦輪不能有腐蝕，特（tè）別是軸（zhóu）承出，否（fǒu）則應（yīng）采取措施，在（zài）一般化工場所應優先考慮軸承使用聚四（sì）氟乙烯、碳石墨材料；安裝渦輪（lún）流量計前，管道要清掃，被（bèi）測介質不（bú）潔淨時，要加過濾器，否則渦輪、軸承易被卡住，測不出流量來（lái）。變送器應（yīng）水平安裝，避免垂直安（ān）裝，並保證其前後有適應的直管段（duàn），一般前10D，後5D。選用渦輪流量計主要是看中其高精度，但因注意了流量計（jì）精度（dù）越高，對現場使用條件的變化就越敏（mǐn）感，因此，安裝渦輪流量計是前後管道法蘭要求水平，否則管道應力對（duì）流（liú）量計影響很（hěn）大。傳感器安裝在武強磁幹擾與熱輻（fú）射影響的場所，應（yīng）便（biàn）於維修（xiū）並避免管道震動。

3、差壓式流量計

差壓式流量計是根據安裝與（yǔ）管道（dào）中流量檢測件產生的差壓、已知的流體條件和（hé）檢測件與管（guǎn）道的幾何尺寸來測量流量的儀表，是早期（qī）大量（liàng）使用的一種測（cè）量流量的計量儀表。

差壓式（shì）流量計是由三部分組成：

（1）將被測液體的流量轉（zhuǎn）換成差壓信號的節流裝置；

（2）傳輸差壓信（xìn）號的信號管道；

（3）測量差壓值的差壓儀或差壓變送器（qì）及顯（xiǎn）示（shì）儀表。通常以檢測件的形（xíng）式對差壓式流量計分類，如孔板流量（liàng）計、文丘裏（lǐ）管流量計及勻速管流量計等。

在化工裝置選型與使用（yòng）差壓式流量計時應注意：差壓式流量計的安裝應包括節流裝置、差壓引壓管、差壓計三部分。在測（cè）量液體流量時，為防止液體中有氣體進入並存在導壓（yā）管內及防止液體中有沉澱物析出，差（chà）壓計（jì）應安裝在節流裝置的下方，測量氣體流（liú）量時為防止液（yè）體汙物或（huò）灰塵（chén）進入導（dǎo）壓管，則差壓計應安裝在（zài）節流裝置（zhì）上方，測量水蒸氣是，要保持兩根引壓管內的冷（lěng）凝液柱高度相等，防止高溫蒸汽與差壓（yā）計直接接觸。壓差（chà）引壓導管的材質應按被測介質的（de）性（xìng）質和參數（shù）確定（dìng），其內徑不小於6mm，長度*好在16mm以內。壓差引壓導管應垂（chuí）直或傾斜敷設，傾斜度不小於1：12，粘（zhān）度高的流（liú）體，其傾斜度應更大。當壓差引壓導管長度超過30m時，導壓管應（yīng）分段（duàn）傾斜，並在*高點與*低點裝設集氣器（或排氣閥）和沉澱器（或排汙閥（fá））。嚴寒地區差壓引壓導管應加防凍保護，同（tóng）時要防止過（guò）熱，否側差壓引壓導管中流體汽化會產生假差壓。

4、轉子流（liú）量計

轉子流（liú）量計為地中等精確度儀表（biǎo），屬於變麵（miàn）積式流量計的換一種。轉子流量（liàng）計（jì）是（shì）以浮子在垂直椎管中隨著流（liú）量變化而升降，改變他們之間的流通麵積來進行測（cè）量（liàng）的體積流量（liàng）儀表。一般（bān）分為玻璃轉子流量計和金（jīn）屬轉子流量計，作為直觀流動（dòng）指示或測量（liàng）精確度要求不高的現場指示（shì）儀表，轉子流量計被廣泛地用在化工（gōng）行業。

轉子流量（liàng）計適合對中（zhōng）、小口（kǒu）徑中流體和雷諾數較低的（de）流體的流量測量（liàng）。轉子流量計壓力（lì）損失較低，有較寬的流量範圍（wéi）度（dù），一般10：1，*低為5：1，*高為25：1。

選型與使用（yòng）時應注意：轉子流量計主要測量對象是單相流體或氣體，液體中含有微粒固體或氣體中含有液滴通常不使用。玻璃轉（zhuǎn）子流（liú）量計應選帶有透（tòu）明防護罩，一旦玻（bō）璃椎管破裂，可擋住流體正向散濺（jiàn），以做經（jīng）濟處理。用於氣體時應選用導杆或帶楞筋導（dǎo）向的儀表，以避免操作不慎（shèn）浮子擊（jī）碎錐管。

轉子流量計必須（xū）垂直安裝在無振動管道上（shàng），流體自下而（ér）上流過儀表，其中心線與鉛垂線間夾角一般不超過（guò）5°。儀（yí）表安裝時無嚴格上遊直管段長度要求，如被（bèi）測介質含顆粒狀雜質，應在（zài）儀表上遊裝過（guò）濾器。為保證在長期使用過程中測量精度，要注（zhù）意保持浮子和錐管的清潔，特別是小口徑儀表，必要時可設置（zhì）衝洗（xǐ）配管，特別是小口徑儀（yí）表。必要時可（kě）設置衝洗配管，定時衝（chōng）洗。

5、熱式質量流量（liàng）計

熱式質量流（liú）量計是利用傳熱原理，即流動中的流體與熱（rè）源（流體中加（jiā）熱的物體或測量管外加熱體）之間熱（rè）量（liàng）交換關（guān）係來測量流量的儀表。熱式質量流量計目前主要用於測量氣體。

熱式流（liú）量儀表主要有兩種：（1）利用流動流體傳遞（dì）熱量改變測量管（guǎn）壁溫度（dù）分布的熱（rè）傳導分布（bù）效應的熱分布式流量計；（2）利用熱消散（冷卻）效應的金氏定律（lǜ）的熱式質量流量計。

選型使用時應（yīng）注意：與其他流量計相比，熱式質量流量計具有中等測量精確度，使用（yòng）與低流速範圍測量，因其響應時間長，不適應脈動流流量測量；在（zài）測量氣體時流體溫度（dù）變化並不影響質量流量，但溫度變化過大，比（bǐ）熱容的變化會導致（zhì）量程變（biàn）化；熱式質量流量計隻能用於（yú）測量潔淨單相流-氣體或液體，用氣體的型號（hào）不能用於液體，反之亦然。對於熱分布式氣體還必須是幹燥氣體（tǐ），不能含有濕氣。安裝中大部（bù）分熱式質量流量計的流量傳感（gǎn）器可任何姿勢（水平（píng）、垂直或傾斜）安裝，其（qí）性能不受安裝姿勢影響，通（tōng）常認為熱（rè）分布式無上下遊直管段長度要求（qiú），但應注意帶測量管的浸入式流量傳感器和插入式儀表需要一定長度前置直（zhí）管段。

6、結束語

流量儀表大都需要適合的測量介質（zhì）和工（gōng）況條件為依托方可發揮正確作用（yòng），隻有優（yōu）勢（shì）而沒有缺點的流量儀表（biǎo）現今是不存在的，合理（lǐ）的選擇儀表對於現場工（gōng）程師和管理者是至關重（chóng）要的。綜上所述，在化工裝置中要正確和有效地（dì）選擇、使用流量測（cè）量方法和儀（yí）表，必須熟悉流量儀表（biǎo）和生產過程流體特性這方麵的技術，同時還應考慮經濟因素，歸納起來有五個方麵因素，即性能要求，流體特性、安裝要（yào）求、環（huán）境條（tiáo）件和費用。