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超聲波流量計和孔板流量計的比較
點擊次數:1320 發布時間:2010-05-31

一、技術性能的比較

  1.量程比低

  由于結構特點,孔板流量計是通過節流件來完成測量的,風速儀,所以其量程比通常只有1:3,zui高可達1:10,而超聲波流量計沒有任何阻流件,其量程比可達 1:200。這兩個數據表明:如果實現一種測量方案,假定其流量范圍是從1m3/h~40m3/h,使用超聲波流量計只需要一路工藝計量回路就可以實現,如果采用孔板流量計,需要多路才能實現。

  2、壓損

  由于孔板流量計的結構有阻流件,超聲波流量計沒有阻流件,那么顯而易見:孔板流量計的壓損很大,超聲波流量計壓損實際可以忽略不計。

  3、精度

  孔板流量計的計量精度理論上可以達到1%,但是通過大量的實踐證明,玻璃轉子流量計,分度盤由于孔板流量計抗干擾能力較差,現場精度zui高能達到2%,一般情況下在3%左右。超聲波流量計的精度則可以達到0.5% 甚至更高。由此可見選擇兩種不同的計量儀表, 對于測量的影響會有多大。

  4、測脈動流

  由于孔板流量計是靠孔板前后的差壓信號來實現流量測量的,脈動流會使孔板前后的差壓不準,所以孔板流量計不適合測脈動流,而超聲波流量計可以測量脈動流的強度并消除其干擾,所以它適合測脈動流。

  5、測雙向流

  孔板流量計依據一個節流元件來實現測量目的,這個節流元件具有嚴格的方向性,因此孔板流量計無法測雙向流。超聲波流量計只與超聲信號在流體中的傳播時間有關,因此可以測雙向流。

  6、測濕氣體

  孔板流量計不適合測量濕氣體;若被測氣體為濕氣體,那么在孔板流量計的前端容易積液,使得上下游差壓產生變化,而孔板流量計正是根據上下游的壓差來測量流量的,如果差壓產生變化,則孔板流量計不可能準確測量氣體的流量。超聲波流量計具有自檢測功能,如果所測量氣體為濕氣體,對超聲波流量計產生影響時,儀表本身可以修正,因此超聲波流量計適用于濕氣體的測量(濕氣體體積組分含量低于5%)。

  7、清洗計量管路

  孔板流量計本身有阻流件,清洗球無法通過,金屬套溫度計,船用溫度計,V型溫度計,銅套溫度計因此孔板流量計安裝在管線上時無法在線清洗計量管路,只有拆除孔板流量計才能清洗管路。而對超聲波流量計來說,不存在這樣的問題。

  8、渦流影響

  孔板流量計采用差壓法測量氣體的流量,渦流直接影響孔板兩端的差壓,因此孔板流量計對渦流很敏感,要求有很長的直管段才能滿足測量精度的要求。新的標準ISO5167已經對孔板流量計上游直管段的長度作了更高的規定:孔板流量計上游直管段至少要有44D,若孔板流量計上游有匯管存在,則上游直管段的長度至少要有145D。

  9、流速分布的影響

  孔板流量計由于結構原理的限制,要求測量時流速分布均勻,但是由于現場計量管路的復雜性,氣體在管路的流速分布是不可能均勻對稱的,因此孔板流量計對流速分布不對稱非常敏感。超聲波流量計可以修正流速分布不對稱的現象。

  10、重復性

  對于孔板流量計而言,隨著使用過程中孔板邊緣的磨損,孔板流量計的精度和重復性都會下降,而超聲波流量計無壓損、無示值漂移現象,重復性高。

  11、工藝管路復雜性比較

  對于孔板流量計,由于量程比窄,計量管路多,而且上、下游直管段長,現場工藝管路復雜。超聲波流量計量程比寬,上、下游直管段短,工藝管路簡單。

  12、維修維護率比較

  孔板流量計有阻流件,上游易積液、對高含硫的天然氣,其孔板磨損快,維修維護率高。超聲波流量計無可動部件,特殊材料的超聲探頭可以抗H2S 的腐蝕,維護簡單。

  13、一次性投資比較

  孔板流量計由于量程比窄,對于相同的流量計量要求,激光測距儀,數字示波器,接地電阻測試儀,風速儀其計量管路多,雖然直接的計量儀表投資少,但是相關的閥門、溫度變送器、壓力變送器、直管段、匯管等一次性投資多。超聲波流量計單表價格高于孔板流量計,但是由于量程比寬,整個計量回路少,實際站場一次性投資少。3.現場安裝比較

  (1) 直管段的長度

  孔板流量計上有直管段至少要有44D,若孔板流量計上游有匯管存在,則上游直管段的長度至少要有145D。(詳見《流量計量學術動態及發展趨勢》(《中國計量》2002年)或ISO 5167-2)。

  超聲波流量計上、下游直管段要求為10D、5D(《用氣體超聲波流量計測量天然氣的流量》— 國標GB/T 18604-2001)。

  (2) 安裝的影響

  對于孔板流量計,安裝條件直接影響其計量精度,對現場安裝的同心度要求很高。

  (3) 使用條件

  由于孔板流量計的原理決定其現場使用條件必須與設計條件相符,壓力、流量的適應性差。超聲波流量計對現場的適應性*,對壓力、流量的波動不敏感,有較強的過載能力。

  二、長期使用的比較

  1、精度變化

  孔板流量計由于長期使用,孔板入口邊緣磨損,孔板彎曲變形,都會使精度喪失。超聲波流量計由于無磨損、無示值漂移現象,可以長期保持較高的精度。

  2、臟污的影響

  由于孔板流量計由節流件,長期使用時,恒溫水浴鍋,震蕩培養箱,金壇電動離心機,電動磁力攪拌器臟污物將堆積在孔板的上游,造成差壓信號不準,直接影響計量精度。臟污和孔板鈍化可造成計量偏差 2~10% 以上。超聲波流量計為中空管段,探頭在儀表上部,臟污不易影響探頭工作,不會影響計量精度,而且流量計可以檢測臟污情況并修正和報警提示、及時進行清洗。

  3、故障排除

  由于孔板流量計的儀表特性取決于節流件的幾何形狀和尺寸,需要經常檢查節流件,一旦節流件發生變化就必須更換,節流件的壽命取決于氣體的組分、流量及壓力。超聲波流量計本身具有很強的自診斷功能,一旦不在正常狀況就會報警,并自動記錄報警期間的數據,超聲探頭的使

  用壽命至少為 8 年,并可在線更換。

  4、備品備件

  孔板流量計由于節流件經常磨損、數字壓力表,數字溫度表,活塞壓力計,壓力表校驗器變形,因此需要備多套節流件;超聲波流量計只需要備一套探頭,可替換使用。

  5、日常維護

  孔板流量計需要經常維護,并檢查節流件的幾何尺寸等參數。在線更換孔板后很難保證不泄漏,使壓差不準,難以保證計量精度。

  超聲波流量計則可免維護,自檢功能強大。

  6、強檢周期

  孔板流量計一年一檢,一般采用幾何檢定法。超聲波流量計3 年一檢,可以實現在線標定。

  三、結論

  根據上面的結果看出,使用氣體超聲波流量計比使用孔板流量計無論從安全性能、技術性能還是從一次性投資以及長期運行費用上都有很大的優勢。

 
 
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