電磁、孔板、渦輪、渦街、超聲波流量計性能對比

目前，我國應用于流體測量領域的流量計種類有很多，依據流量計測量原理的不同，可以將其分為：轉子流量計、電磁流量計、渦輪流量計、差壓流量計、質量流量計、渦街流量計、超聲波流量計等。其中占市場主要份額的有電磁流量計、孔板流量計、渦輪流量計、渦街流量計、超聲波流量計等。

孔板流量計屬于小量程比差壓式流量計，可用作氣、液流體的流量測量，被廣泛的應用于水利、液化、石油、化工、天然氣、供暖、供水等生產生活領域，具有價格低廉，架構簡單、應用范圍廣的優點。流體流動時，流速的變化是整體且連續的。根據已知被測流體的性質，可以推導出流體速度與壓差之間的聯系，進而演算出流量的數值。孔板流量計的實現的略顯復雜，且內部包含一定的機械結構，存在測試重復性一般、適應性低、量程小等缺陷，無法滿足實際應用中對測量精度的要求。

當流體在不同表面特征的物體上流過時，會產生漩渦流且具備特定的頻率，這些漩渦流的頻率與流體流速間存在著對應關系。根據這個現象，在流體中固定一個非流線型漩渦產生體，然后根據測量所得的漩渦的生成頻率與流體流速的對應關系，就可以推導出出被測流體的流量，這就是渦街流量計測量原理。渦街流量計具有重復性好、測量范圍廣、壓損小、產品構造簡單等優點。但是為了保證測量的漩渦頻率穩定，流量測量點的上下游都需要有足夠長的直管段，對安裝條件要求比較高。

渦輪流量計本質上是一種磁生電裝置，測量流量時需要將渦輪放置在被測流體中，在流體的沖擊下，渦輪會發生轉動進而做切割磁感線運動并產生相當的電量。因為產生電量與渦輪轉動速度成正比，根據相關計算公式就可以求出流體的流速并轉化成流量的測量。渦輪流量計具有測量精度高、結果重復性好、構造簡單等優點。但其現場安裝時需要進行損管操作，維護難度高，流體流速需保持平穩，而且流體中的雜質也會對其測量精度產生影響，環境適用性低。

電磁流量計的測量原理是法拉第電磁感應定律，通過測量導電流體中的電動勢變化間接測出所測流體的流量。安裝時不需要進行損管操作，不產生壓損，測量過程受雜質影響較低，測量量程比大，實時維修方便。可用于含有雜質顆粒的污染流體流量的測量，例如造紙過程中產生的紙漿等。由于電磁效應的實現要求被測流體具有較高的導電率，因此該種類流量計無法用于氣狀流體的流量測量，也不能用于低導電率液態流體的流量測量，而且流體溫度也會對測量結果形成影響。

超聲波流量測量技術的理論基礎為:超聲波脈沖信號在流體中傳播時，流體的不同速度和狀態會對超聲波脈沖信號進行不同的調制，對比原始的以及調制后的超聲波脈沖信號之間的不同，再根據規律對應關系計算出流體流速數據，進而得出流量信息。超聲波流量測量的原理多種多樣，例如多普勒法，時差法等，因此流體性質不會限制超聲波流量計的現場應用，可應用于多種管徑流體流量的測量，其安裝方式也允許被用于強腐蝕性、高粘度、易揮發等易燃易爆危險流體的測量。不受電導率的影響，維修方便，可作非接觸式流體測量。

各類流量計的性能如表1-1所示。對比分析可知，超聲波流量計的各個性能參數都要優于其他流量計，具有良好的適用性，可被應用于石油輸送，液化生產、水文測量等多個領域。按照生產、生活等各個領域的需求，當下*流量測量設備的研發要求為：流量計有較高的量程比，安裝時不進行損管操作，可進行非接觸式流量測量；測量精度高且可靠性好，不受流體雜質的影響，具有良好的環境適用性；價格低廉，可以滿足工業生產的需求。

綜上所述，對比*流量測量設備的研發要求和超聲波流量計的性能參數可知，超聲波流量計與*流量測量設備的研發走向是相符的。隨著集成電子技術的不斷發展以及傳感器性能的提升，再加上各種現代化高新技術的改進，超聲波流量計將得到長足的發展并擁有更加廣闊的應用空間。