在線客服
智能電磁流量計十種發展趨勢
1. 結構日趨簡潔、輕便
早期流量儀表為純機械就地顯示，如容積式流量計。不僅結構復雜笨重，重量/口徑比很大；且其中的轉動件因磨損需經常維修。隨著工業管道口徑日益增大，插入式儀表以其結構簡單、輕巧、拆裝簡便，日益受到用戶青睞，而近十年發展最快的電磁、超聲流量儀表，管道中更是沒有任何轉動件、阻力件，結構更為簡潔，且壓損小，準確度高，是最有發展潛力的流量儀表。
2. 功能力求完善、多樣
早期流量儀表為就地顯示（如容積、轉子），隨著工業水平的不斷提高，已不能適應工藝要求數十臺儀表集中顯示、調節、控制。有必要將傳感器（也稱一次表，如孔板、噴嘴、內錐）與變送器（也稱二次表）分離開。并將流量參數轉換為電參數，遠傳至中央控制室。隨著工業規模再擴大，模擬信號已無法適應，輸出信號需轉換為數字信號，以適應現場總線系統、SCADA系統的要求。
為增加儀表的可靠性，不少儀表已增加多達10余種自診斷功能。如KROHNE公司推出的Optiflux電磁流量計，可自診斷如氣泡、電極腐蝕、積垢、電極短路、流體導電率、非滿管、襯里損壞、外部磁場等多方面的儀表狀況。
儀表功能的多樣化也是一種發展趨勢，如超聲除測流量外，還可測流體成分，聲速；科氏除測流量外，還可測流體密度。
3. 準確度日益提高
隨著貿易全球化，經濟市場化，貿易雙方都要求計量儀表日益準確，以減小經濟上的損失，為此，采取了不少措施,如：
·ISO5167新標準的公布普遍加長了節流裝置前直管段長度，以確保儀表處于充分發展紊流中，其目的仍在于提高這類儀表的準確度。
·超聲波流量計已成為貿易核算較理想的流量儀表，它也有前直管要求，如達不到可采取多通道以充分掃描管內流速分布，以提高準確度。
·插入式流量儀表，以測線速為代表的均速管、或熱式；僅測管道直徑上多點流速，當直管段較短時，準確度往往低于±3%，為改善這一狀況可采取了在同一截面插入兩支以上的均速管，以充分反映管內流速分布來提高準確度。
·渦輪流量計在主渦輪后增設輔助渦輪，它可校正主渦輪的出口角的變化進行修正，以提高準確度。
·科氏流量計。據美國高準公司宣稱，該公司推出的科氏流量計，流量準確度可高達±0.05%；密度準確度達±2×104g/cc。
4. 安裝力求簡便
在管道口徑隨工程日益增大情況下，流量儀表的安裝、維護應力求簡便，且不影響工藝流程的正常運行，如：
·插入式
這類儀表有插入式渦街、渦輪；電磁；均速管；熱式等，僅需在管道上焊一個不大的接頭，且可不斷流進行裝卸，十分方便。但這類儀表準確度僅±2%~5%，一般不適用于貿易核算。
·外夾式
無需在管道上進行加工，只需將換能器夾裝在管道外壁，較插入式安裝更為簡便，目前已有商品出售的有GE公司（美）推出的CTF878氣體超聲波流量計及CONTROLOTRON公司（美）推出的1010DV氣體超聲波流量計。準確度目前可達到±2%。
5. 量程日益增大
長期以來，占流量儀表60%~70%的差壓式儀表量程比只能達到3：1；渦輪、渦街、轉子、容積這類儀表量程比可達10：1，仍難以滿足用戶的需求。過去常采用并聯多臺儀表來解決，實屬無奈之舉。隨著近年來微電子計算機技術的發展，采取智能式差壓變送器，即可解決差壓式流量儀表量程比小的問題。而電磁、超聲、科氏由于原理的優越，量程比達幾十比一，則輕而易舉。
6. 多相流迫切有待解決
國內外對多相流流量儀表的研發已進行不少于二、三十年，已處于工業試用階段，十分成熟的產品還不多，歸納起來，多采用以下三種方法：
·將兩臺單相流量儀表，串聯組合，各自輸出為S1、S2，而S1=f1（qmx）; S2=f2（qmx）（qm為流量，x為分相率）。解兩個方程式，即可知qm、x。
·采用現代新技術，如γ射線、微波、核磁共振、全息技術、示蹤法、過程層析成象技術等。
·軟測量方法。基于成熟的傳感器硬件，以計算機技術為平臺，通過軟測量模型運算處理來完成。
目前進入實用階段的有德國SWR公司的微波氣固兩相流量計；英國SOLARTRON公司推出的DUALSTREAM MK1氣液兩相流量計；美國MALFI-FIAID公司開發的LP多相流量計等。我國也積極開展研發，多在高校進行，處于樣機階段。
7. 直管段長度力求減小
10余種原理的流量儀表除容積式、科氏、轉子流量計外，都是速度型，要求通過儀表的管內流速分布應為充分發展紊流。為此，儀表前應具有較長的直管段，一般為十幾至幾十倍管徑長度。如占流量儀表市場一半以上的節流裝置，根據ISO5167標準，為保證必要的準確度，直管將達40D。在管徑日益增大的情況下，這個要求很不現實難以實現。因此，近年來一種以環形通道為特點的節流裝置（環孔、內錐、槽道、梭式流量計）應運而生，這類儀表不僅仍具有節流裝置可承受惡劣工況的特點，而因其環形通道具有整流作用，其所需直管段僅幾倍管徑，倍受用戶歡迎。
8. 顯示逐步數字化
流量儀表的輸出顯示，從表盤指針顯示至通過變送器將流量值轉換為標準的模擬電信號（0~10V或4~20mA），可進行遠距傳送至中央測控室顯示或打印。而為了適應當今大型工程，傳送距離要求達到數公里以上，模擬量的傳送已不能適應要求，則需要通過HART協議，將標準電模擬信號轉換為數字信號以適應現場總線與遠距離通訊的需求。通過RS232/RS485通訊轉換器，連接HART協議轉換器與PC機通訊口相連接，可使通訊距離達數公里，其中RS232通訊距離約2公里，而RS485加一個中繼器，可使通訊距離達到10公里。
9. 校驗力爭干標
流量是一個推導量，由一些基本參數（長度、質量、時間）組成；同時它又是一個動態量，只有流體運動時才產生流量，因此，它又與流動的狀態密切相關。影響流量大小的因素很多，有些因素如流速，管徑的影響可以通過函數確定；還有不少因素難以確定，需要用流量系數C予以涵蓋來修正儀表所測的流量值，流量系數C對當前絕大多數流量儀表來說，必須通過校驗裝置。幾十年來，流量儀表都難避開這一繁瑣的校驗程序，必須建立龐大昂貴的校驗裝置。
但是，現在有些儀表（如孔板、超聲波流量計）已可避開實校而通過干標得到流量系數，準確度也可控制在應用可接受的程度。所謂干標，即嚴格控制制造的幾何尺寸。通過一定的標準，可以得到流量系數，但欲達到這個目的，還是要通過大量的校驗，積累數以萬計的數據；歸納整理才有可能。不少儀表如渦街，均速管等為省略校驗程序，也積極向干標目標努力。要使某一種儀表達到干標的目的，應該由行業協會組織進行，才可能得到業內的認同。
10. 壓損力求減小
當流體流過流量儀表時，由于儀表中存在運動件、阻力件，會產生一些不可恢復壓力損失；即使儀表中空無一物，如科氏流量計，因要強制流體流向改變，也會有較大的壓力損失；電磁、超聲流量計由于流體與管壁的摩阻，也會有些壓損，不過相對較小，可忽略不計。流量儀表所產生的壓力損失，造成了流動的滯緩，為維持正常的工藝流程必須加大動力，以彌補這個損失。加大動力所需的年運行費，對有些儀表特別是管徑較大時，是一個不菲的數字，可能為初始購置費幾十倍。節能降耗在世界各國，特別是發達國家都十分重視，因此，流量儀表的壓力損失已被列入訂貨者的選型條件。壓損過大的流量儀表特別是當口徑較大時，基本上已被用戶排除在外；同時，研發壓損小的流量儀也列入了生產廠家的課題。
流量儀表伴隨著現代工業的發展有必要逐步完善其性能；而技術的進步也讓流量儀表的完善成為可能，這二者是相輔相成，相互促進的。
流量儀表的準確度反映了它接近真值的能力。它不僅取決于儀表的原理及制造，還必需由校驗裝置在理想狀態下來確定，而實際使用時，往往因達不到那樣理想的條件，準確度會下降不少，樣本中的準確度只是一個可能達到的最高值。
近十幾年以來，我國GDP增長率都在兩位數以上，大型工程如雨后春筍，但令人遺憾的是，由于國產自動化儀表在性能、質量、可靠性等方面與國外相比仍存在不小差距。國產儀表并未在火熱的建設中應運而生，壯大起來。而國外不少知名企業如：ABB、E+H、Emerson、Krohne、橫河為降低成本，增強競爭力，紛紛在我國建立了生產基地或銷售服務中心，但核心技術仍由他們嚴格控制中。
在儀器儀表行業中，大力倡導創新意識，建立獨立知識產權的品牌，振興民族儀表工業，仍是迫不及待、任重道遠，不可等閑視之。
本文作者根據網絡整理發布http://www.stepuptechacademy.com/
返回首頁
加入收藏
聯系我們
網站地圖