超聲波流量計與渦街流量計對比

1. 工作原理

超聲波流量計主要有一對或多對能發(fā)送和接收超聲脈沖的超聲波換能器、脈沖信號處理電路、單片機控制器等組成。其測量原理是:超聲波換能器等原件均安裝在此直管段，換能器一般沿管壁安裝，且直接同流體接觸。超聲波換能器發(fā)射的超聲波脈沖穿過管道如同船只渡河。如果管道內(nèi)沒有介質(zhì)流動,聲波將以相同速度來回在一對換能器之間傳播,當(dāng)管道中的有介質(zhì)流動時,沿介質(zhì)流動方向相同的超聲波脈沖將加快速度,反之,逆向傳播的超聲波脈沖將減慢速度。并且流過管道的介質(zhì)速度越快,超聲波脈沖的順流與逆流的時間差就越大,該時間差值得大小正好與介質(zhì)流速成正比,通過記錄超聲波脈沖在管道介質(zhì)中的時間差值,就能換算成介質(zhì)流量。

渦街流量計是利用流體震動感原理研制的一種漩渦分離型流量儀表,當(dāng)流體以足夠大的流速流經(jīng)垂直于流體流向物體時,若該物體的幾何尺寸適當(dāng),則在物體的后面沿兩條平行線上產(chǎn)生整齊排列。轉(zhuǎn)向相反的渦流列,其數(shù)量即為渦街頻率。頻率是與流體的流速成正比,因為通過測量漩渦頻率就可以得到流體流速,繼而測算出流體的流量。

2. 優(yōu)缺點

超聲波流量計

優(yōu)點：零壓損、不受氣體中固、液態(tài)微顆粒影響、量程比寬、重復(fù)性強、準(zhǔn)確度高、具備自檢功能、易實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等優(yōu)點。

缺點：價格昂貴，抗干擾能力差，易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。直管段要求嚴(yán)格，為前20D,后5D。否則離散性差，測量精度低。安裝的不確定性，會給流量測量帶來較大誤差。測量管道因結(jié)垢，會嚴(yán)重影響測量準(zhǔn)確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴(yán)重時儀表無流量顯示。

渦街流量計

優(yōu)點：測量范圍寬,量程比一般能達(dá)到1:10。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(shù)的影響。一般不需單獨標(biāo)定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。它造成的壓力損失小。準(zhǔn)確度較高,重復(fù)性為0.5%，且維護量小。

缺點：抗震性能較差，振動源會使得渦街流量計產(chǎn)生測量誤差,嚴(yán)重的會無法正常工作。較大口徑的影響會更明顯,因此在安裝渦街流量計時應(yīng)遠(yuǎn)離振動源。渦街流量計不能測量溫度≥300℃的流體介質(zhì),耐高溫性能低。直管段要求高。*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。渦街流量計不適用于DN300mm的管徑,因為此時流量系數(shù)較小。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

超聲波流量計和渦街流量計都是常用的流量測量儀器，同時具有測量*、操作簡便、性能穩(wěn)定、使用壽命長等有優(yōu)點。它們在應(yīng)用領(lǐng)域上存在一定的區(qū)別。例如，渦輪流量計經(jīng)常作為流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)表使用。航空航天燃料計量。如火箭發(fā)動機液氫、液氧燃料的計量，航天一院101所在火箭發(fā)動機測試過程中用量較大。飛機燃料航空煤油的計量。飛機和航天器液壓系統(tǒng)中液壓油的計量經(jīng)常采用渦輪流量計計量。如紅油、藍(lán)油。飛行器及大型機械潤滑油的計量。制藥行業(yè)。藥液罐裝通常采用渦輪流量計進(jìn)行計量。如天士力集團。化工行業(yè)。化工生產(chǎn)過程中水、各種溶液、試劑、添加劑的計量經(jīng)常采用渦輪流量計計量。

綜上所述，超聲波流量計和渦街流量計各有其優(yōu)缺點和適用場景。在選擇使用哪種流量計時，需要根據(jù)實際需求和工作條件來決定。