彎管流量計與其它常用流量計的性能比較

　　彎管流量計是河北理工學院智能儀器廠自主研制開發的**產品，已列入重點**火炬計劃項目，近幾年在國內得到了較大范圍推廣使用。此文將一些常用的流量計與彎管流量計進行技術對比分析，為廣大用戶在計量選型中提供參考和借鑒。
　　一、電磁流量計
　　1、優點
　　（１）電磁流量計可用來測量工業導電液體或漿液。
　　（２）無壓力損失。
　　（３）測量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5ｍｍ到2.6ｍ。
　　（４）電磁流量計測量被測流體工作狀態下的體積流量，測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。
　　2、缺點
　　（１）電磁流量計的應用有一定局限性，它只能測量導電介質的液體流量，不能測量非導電介質的流量，例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。
　　（２）電磁流量計是通過測量導電液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求，對于液態介質，應測量質量流量，測量介質流量應涉及到流體的密度，不同流體介質具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計轉換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態下的體積流量是不合適的。
　　（３）電磁流量計的安裝與調試比其它流量計復雜，且要求更嚴格。變送器和轉換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種不同型號的儀表配用。在安裝變送器時，從安裝地點的選擇到具體的安裝調試，必須嚴格按照產品說明書要求進行。安裝地點不能有振動，不能有強磁場。在安裝時必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測流體等電位。在使用時，必須排盡測量管中存留的氣體，否則會造成較大的測量誤差。
　　（４）電磁流量計用來測量帶有污垢的粘性液體時，粘性物或沉淀物附著在測量管內壁或電極上，使變送器輸出電勢變化，帶來測量誤差，電極上污垢物達到一定厚度，可能導致儀表無法測量。
　　（５）供水管道結垢或磨損改變內徑尺寸，將影響原定的流量值，造成測量誤差。如100ｍｍ口徑儀表內徑變化1ｍｍ會帶來約2％附加誤差。
　　（６）變送器的測量信號為很小的毫伏級電勢信號，除流量信號外，還夾雜一些與流量無關的信號，如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準確測量流量，必須消除各種干擾信號，有效放大流量信號。應該提高流量轉換器的性能，好采用微處理機型的轉換器，用它來控制勵磁電壓，按被測流體性質選擇勵磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。但改進的儀表結構復雜，成本較高。
　　（７）價格較高
　　二、超聲波流量計
　　1、優點
　　（1）超聲波流量計是一種非接觸式測量儀表，可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會改變流體的流動狀態，不會產生壓力損失，且便于安裝。
　　（2）可以測量強腐蝕性介質和非導電介質的流量。
　　（3）超聲波流量計的測量范圍寬，測量口徑范圍從2cm～５m.
　　（4）超聲波流量計可以測量各種液體和污水流量。
　　（5）超聲波流量計測量的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。
　　2、缺點
　　（1）超聲波流量計的溫度測量范圍不高，一般只能測量溫度低于200℃的流體。
　　（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。
　　（3）直管段要求嚴格，為前20D，后5D。否則離散性差，測量精度差。
　　（4）安裝的不確定性，會給流量測量帶來較大誤差。
　　（5）測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量顯示。
　　（6）可靠性、精度等級不高（一般為1.5～2.5級左右），重復性差。超聲波流量計是通過測量流體速度再乘以管道內截面積來確定流量。而該流量計無法直接測量內徑和管道圓度，只能根據外徑、壁厚按標準圓估算截面積，由此帶來的不確定性已超過1％，因此精度受到限制。
　　（7）使用壽命短（一般精度只能保證二年）。
　　三、渦街流量計
　　1、優點
　　（1）渦街流量計無可動部件，測量元件結構簡單，性能可靠，使用壽命長。
　　（2）渦街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到1：10。
　　（3）渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。
　　（4）它造成的壓力損失小。
　　（5）準確度較高，重復性為0.5％，且維護量小。
　　2、缺點
　　（1）渦街流量計工作狀態下的體積流量不受被測流體溫度、壓力、密度等熱工參數的影響，但液體或蒸汽的終測量結果應是質量流量，對于氣體，終測量結果應是標準體積流量。質量流量或標準體積流量都必須通過流體密度進行換算，必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化。
　　（2）造成流量測量誤差的因素主要有：管道流速不均造成的測量誤差；不能準確確定流體工況變化時的介質密度；將濕飽和蒸汽假設成干飽和蒸汽進行測量。這些誤差如果不加以限制或消除，渦街流量計的總測量誤差會很大。
　　（3）抗振性能差。外來振動會使渦街流量計產生測量誤差，甚至不能正常工作。通道流體高流速沖擊會使渦街發生體的懸臂產生附加振動，使測量精度降低。大管徑影響更為明顯。
　　（4）對測量臟污介質適應性差。渦街流量計的發生體極易被介質臟污或被污物纏繞，改變幾何體尺寸，對測量精度造成極大影響。
　　（5）直管段要求高。專家指出，渦街流量計直管段一定要保證前40D后20D，才能滿足測量要求。
　　（6）耐溫性能差。渦街流量計一般只能測量300℃以下介質的流體流量。
　　四、彎管流量計
　　1、優點
　　（1）結構簡單，價格合理
　　彎管傳感器實質上就是一個九十度標準彎頭，這是結構簡單的流量傳感器，在流量測量元件中再找不出比它更簡單，更實用的測量元件。隨著彎管機械加工工業的發展和行業標準化、規范化管理的不斷完善，彎管傳感器的加工質量會越來越好，價格更趨合理，更容易被用戶接受。
　　（2）無任何插入件或節流件，無附加壓力損失，可大大降低流體在管道內輸送的動力消耗，節約能源；
　　（3）可測量容易臟污、堵塞傳感器的流體
　　供熱系統的循環水質比較差，鋼鐵、冶金行業高爐、焦爐煤氣等介質也非常臟污，一般流量計很難適應。彎管傳感器由于沒有插入件和節流件，對于這些介質其適應性毫無問題，即使是長期運行也能保證彎管流量計正常工作，保證其測量精度不受影響。
　　（4）精度高，重復性好（0.2％）
　　（5）彎管傳感器耐磨損，長期運行免維護
　　彎管傳感器耐磨損是保證流量計長期高精度測量的重要條件之一，這方面彎管流量計有著不可比擬的優勢。正因為彎管傳感器耐磨損且性能長期不變，所以彎管傳感器一般采用焊接法安裝，徹底解決了現場跑、冒、滴、漏等問題，既減少了維護工作量，又可節約能源。
　　（6）適應性強、量程范圍寬
　　只要是可以用孔板、渦街、均速管等流量計進行管道內流體流量測量的都可以用彎管流量計進行測量，而且在耐高溫、耐高壓、耐振動、耐潮濕、耐粉塵等方面，彎管流量計遠遠優于這些常用的流量計。量程范圍寬，一方面是指彎管流量計的量程比可高達10：1，對于蒸汽或其它介質，它的適用范圍為5—120m/s；對于液體介質適用范圍為0.3—5m/s。這里所指的流速范圍沒有嚴格的限制，如果被測介質沒有上限流速的限制，則流速范圍還可加大。反之，如果使用高精度的低差壓差壓變送器相配合，則流體流速的低限可取得更小（彎管流量計應用現場的測量范圍已達到1：20以上）。
　　量程范圍寬的另一方面是指彎管傳感器的幾何尺寸幾乎沒有限制，管徑可由10毫米到2米以上，這一點對于一般的流量傳感器是不容易做到的，即使能做到，其價格差異也是非常驚人的。
　　（7）直管段要求不嚴格
　　直管段要求不嚴格也是彎管流量計在現場使用中十分重要的優點之一。一般流量測量裝置都因為現場直管段不能滿足要求而不能進行測量或不能保證其測量精度，使用戶大傷腦筋。彎管流量計由于其特殊的測量原理在實際使用中對直管段要求不嚴，只需保證前5D后2D即可（在極限情況下可選前2D后2D，此時精度會略有下降）。
　　（8）二次儀表功能齊全，既有單路顯示測量流量、溫度、壓力等參數的，也有專為供熱行業開發的多路測量并能實施熱量監控的高精度組合儀表。近幾年開發的彎管流量計微機監控系統已成功應用于承德、虎林、黑河、通化、四平、大連、沈陽、開原、鐵嶺、烏魯木齊、哈密、壽光、丹陽、汕頭、廊坊、宣化、遷安、唐山等熱力公司和其它行業，提高了這些用戶的科學化管理水平和供熱質量，獲得良好的經濟效益和社會效益。
　　2、缺點
　　（1）彎管流量計是利用測量介質在管道內自然流動而產生的慣性離心力的大小來獲得流量測量的。因此，它是一種低差壓流量計。它的這個缺點必須通過選擇合適的管徑和高精度的差壓變送器來克服。六七十年代沒發展起來就是因為當時差壓變送器精度不夠造成的，直到九十年代高精度差壓變送器日漸成熟，彎管流量計才得以快速發展。
　　（2）彎管流量計一定要裝在管道的轉彎處，它不同于其它流量計一般都裝在直管上。如果現場找不到轉彎處，只能通過改造作出一個轉彎來，增加了工作量。但這個特點的合理利用可以大大減少現場建設面積，降低工程基建費用。