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流量监测中几种常用的流量计

1.1 电磁流量计
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。由于其*的优点，目前被广泛地应用于酸、碱、盐等腐蚀性介质，易燃易爆介质，污水处理以及化工、医药、食品等工业中的浆液流量的测量，并形成了*的应用领域。

1.2 超声波流量计
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。超声波流量计的测量方法很多，有时间差法、频率差法、相位差法、多普勒法。时间差法、多普勒法是应用zui多的测量原理。
超声波流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属*流量计，适用于解决流量测量困难的问题，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，近年来它是发展迅速的流量计类型之一。

超声波流量计的特点是可做非接触式测量，为无流动阻挠测量，无压力损失，可测量非导电性液体，对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。时差法超声波流量计是目前应用zui广泛的。随着CPU、信号处理技术的发展，测量的准确度和可靠性有了很大的提高。尤其是时间测量技术的发展，时差分辨力提高了，解决了小口径、低流速测量难的问题。应用领域也从净水扩展到循环水、污水、重油、原油、成品油以及空气、天然气等多种介质。但有较多气泡或悬浮物的液体会阻碍声脉冲的正常传播，导致不能正常测量，所以超声波流量计更适于测量纯净液体。
多普勒法超声波流量计一般要求流体内有足够大的散射体存在，而且还得是连续的。通常情况下，散射体的速度与流体的速度有明显的滑差，要求流体流动的速度必须比粒子产生沉淀的临界速度大很多，另外测得的速度只是散射体相遇点的速度值，因此，测量的速度值对流速分布和流态有很大的依赖性，也就是说直管段的长度要求很长，需在20倍管径以上。所以，多普勒法超声波流量计的应用有一定的局限性，较多应用于生活污水、工业废水、啤酒饮料等介质的测量，通常不适用于非常清洁的流体测量。

1.3 V锥流量计
V锥流量计是一种新颖的差压式流量计，利用一个V形锥体在流场中产生的节流效应来测量流量，如果流体通过一个节流元件时，流速会加快，从而会使动能增加，而被加速处流体的静压力反而会被降低。压降的大小与流体的流速具有一定的函数关系，在其它条件不变的情况下，压降会随流速的增加而增加，随流速的减小而减小。
V锥体流量计和其它节流式流量计不同，它改变了节流的布局，使它从中心孔节流变成环状节流，V锥流量计是集差压式流量计之精华的结晶，它的节流缘是钝角，流动时形成边界层，使流体离开了节流缘。边界层效应使肮脏流体不能磨损节流缘，其β值（等效直径比）长期不变，是一种接近理想状态的节流装置，具有长期的稳定性。适用于各种气体和液体、煤气、各种脏污气体介质、直管段不足的场所和对精度要求高的地方。由于经济成本和该仪表还没有标准或国家标准，因此，还没有得到大力的推广和应用。

2 流量计的选型设计
在进行流量计的选型设计之前，我们应该首先明确被测对象，然后再综合考虑仪表性能、安装条件、环境条件和经济因素这几方面因素。
2.1 明确被测对象
被测对象就是工业废水，工业废水含有大量的杂质，有一定的导电性和腐蚀性。那么哪一种更适合这类水质的测量呢？
电磁流量计适合测量导电液体（电导率≥5μS/cm）的流量，应根据被测介质物性、管道材质，合理选择电极形式、电极材质、衬里材质、接地方式、防护等级。
超声波流量计对被测介质要求十分苛刻，像多普勒法超声波流量计只能正常测量杂质含量相对稳定的流体，而时间差法流量计主要用来测量洁净的流体。
V锥流量计适用于脏污的流体测量，但前提条件是雷诺数应满足要求。当雷诺数无限制地下降时，V锥流量计的流出系数随着雷诺数的减小而减小，其不确定度将增加。在高压的场合，V锥流量计使用有局限性，因为锥体负压管的结构在承受高压的情况下会发生脱落，导致事故的发生，选型应注意。
2.2 流量计性能方面
在选用某种流量计时，首先应综合考虑该种流量计的精度、重复性、线性度、量程比、压力损失、输出信号特性、响应时间、不可测性等因素。
电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有任何阻碍介质流动的节流部件，所以不会引起任何附加的压力损失，是流量计中耗能zui低的流量仪表之一。电磁流量计的量程范围极宽，并且在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、一定范围内电导率的影响，反应灵敏，可提供选择的口径范围极宽，从几mm到3m都可以满足，选择电磁口径时应保证zui小流量工况下被测介质流速不小于0.5m/s。
超声波流量计是一种非接触式的测量仪表，没有机械传动部件，通道内也没有阻碍件，无压力损失，能量损失小，测量精度不高。
V锥流量计是一种具有*性能的新型流量计，具有高精度、高稳定性，量程比较宽，而且重复性好（≤0.1%），准确度高（≤0.5%）。因为它是靠节流效应来测量压差的，所以有一定压损。
2.3 安装条件方面
许多流量计在运行过程中存在问题，大部分是由于安装出现了问题。
电磁流量计水平、垂直（下进上出）、倾斜（底进顶出）安装都可以，但要求前、后需有直管段，一般的要求是前直管段大于等于5D，后直管段大于等于3D。电磁流量计安装时应保证满管流，不能安装在管道zui高点。仪表井内安装的电磁流量计传感器防护等级应为IP68。
超声波流量计的安装对前、后直管段的要求比较高，安装位置至少要有15D的直管段长度，不能受振动的影响，否则测量不精确。
V锥流量计的安装使用非常方便，安装方式灵活，可选管道法兰式、直接焊接式、方管式，所需的直管段很短，前直管段小于或等于3D，后直管段小于或等于1D就可以满足要求。当测量脏污介质时，应合理选择V锥流量计取压方式，避免测量管线堵塞。
2.4 环境方面
环境方面主要是考虑周围温度、湿度、安全因素、信号调节及变送、压力、大气及电子干扰等对流量计性能稳定方面的影响。安装时都应尽量避开大电机、大变压器等，以防引入电磁干扰。
电磁流量计的环境温度一般在－30～80℃，对相对湿度的要求在5%～95%之间，大气压力为86～106kPa；超声波流量计对环境温度的要求为：转换器是－10～45℃、传感器是－30～60℃（常温型）和－30～160℃（高温型）；而V锥流量计环境温度在－25~60℃范围内，一体型结构温度还受制于电子元器件，范围要窄些，环境相对湿度在10%～90%范围内。
VSE流量计：