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流量仪表发展趋势和应用进展

导读:  流量检测元件或流量传感元件(SENSOR)除感受流量外,还可能感受其他变量,并由此衍生其他功能,可简化流程的检测系统,减少仪表数量和连接管线,降低费用。流程管道开孔的减少降低潜在泄漏故障。

  一、发展趋势

 

  1、流量传感器(TRANCDUCCER)的多参数测量

  流量检测元件或流量传感元件(SENSOR)除感受流量外,还可能感受其他变量,并由此衍生其他功能,可简化流程的检测系统,减少仪表数量和连接管线,降低费用。流程管道开孔的减少降低潜在泄漏故障。

  A、里奥利质量流量计

  B、电磁流量计

  非满管电磁流量计在测量平均流速的同时还必须测量管内液体高度。利用两励磁绕组分别正向和反向串接,产生两种不同磁场强度和磁场分布下测得的流速信号电势,两电势之间的比值与液位高度有一定的函数关系。

  C、涡街流量计

  涡街流量计旋涡发生体分离的旋涡频率F正比于流速V(F=K1V,K1为系数),同时感受与ρV2成正比的升力F(F=K2ρV2,ρ为流体密度,K2为系数)。以F除以F,在乘流通面积A,编可求得质量流量QM,即

  QM=(F/F)A=(K2ρV2/K1V)A=KρVA

  式中K——仪表系数K=K2/K2。

  D、超声流量计

  超声质量流量计试图在传播时间法超声体积流量计的基础上,在利用超声测得第二参量液体声阻抗和密度,演算后得质量流量。

  2、配用第二参量检测元件(或独立的第二参量传感器)组合测量质量流量或其他参量

  A、科里奥利质量流量计配用差压变送器测量粘度

  B、涡街流量计配用差压变送器测量质量流量

  C、气体体积流量计内装压力/温度传感元件测量质量流量

  D、电磁流量计内装温度检测元件修正体积温度影响

  日本山武公司最近推向市场的电磁流量计,就有电极内装PT电阻温度检测件,以解决这类问题。

  3、压式仪表的差压发生体和差压变压变送器一体化

  将差压变送器直接与喷嘴等节流装置或均速管装在一起,省略了在现场布引压管线工程,改善动态特性,减少维护工作和故障率,降低初置费用和运行费用。据日本对1996~1997年间新建四家工厂的调查,所用近400台差压式流量仪表中,一体化直接安装型仪表已占三分之一。

  4、开发普及型仪表

  适度降低测量精确度等性能,取消原为通用功能改为选择功能以简化仪表组成,设计成较窄应用范围的仪表,从而降低价格扩大用户面。

  A、科里奥利质量流量计设计普及型

  科里奥利质量流量降低精确度(量程误差从±0.2%左右降低到±0.5%),功能减少,实际普及型仪表。

  B、电磁流量计从流程工业转向居住民用领域

  降低电磁流量计测量精确度等性能,如基本误差定位在±2%,设计成具有水表特点的电磁水表。在日本这类电磁式水表已纳入日本水表标准。

  C、超声家用燃气表

  国外民用计量天然气价格低廉的超声流量计以形成规模生产。平均价格约为流程工业用超声流量计平均价格的1/30。

 

  二、应用进展

 

  成熟仪表应用上受到限制的某一领域,在技术上有所突破后,开发出相适应的改进型仪表,使得在该领域有较快发展,下文讨论几种流量仪表应用领域的进展。

  1、超声流量计

  近年超声流量计应用于气体(包括蒸汽)、储存交接(CUSTODYTRANSFER,常简称CT)和财贸核算、民用住宅天然气消费计量三个领域有较大进展。

  A、气体应用

  当前国外能源开发,天然气比石油发展快,促进了过去发展缓慢的气体超声流量计发展。有人估计工业用超声流量计,当前已有近15%用于气体。

  近年还见到国外至少有3家制造厂向市场推出应用于蒸汽的超声流量计,用一棒传送声速信号到远离蒸汽的超生换能器,可测高达480℃的过热蒸汽。

  B、进入储存交接和财贸核算应用领域

  超声流量计采用多声道测量(4~8声道)技术和短管流量传感器结构设计,并实流校准,测量精确度大幅的提高,液体用仪表精度等级有高达0.15级,气体用仪表普遍为0.5级。今后必然将逐步替代有活动部件的仪表。

  1999年北京已在进京高压天然气输送管线上装用超声流量计,与原装有的孔板差压流量计对比,显现出其优越的使用性能,得到各方面的认可。

  C、进入住宅天然气消耗计量应用领域

  90年中期国外超声家用燃气表已达到取代应用150余年的膜式煤气表的规模。有人估计世界范围近年销售量已接近40万台/年。

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