電磁流量計和超聲波流量計在水流量測量中的比較

用于水流量測量的電磁流量計和超聲波流量計
   摘要：從測量原理上闡述電磁流量計和超聲波流量計用于水流量測量時的優缺點及注意事項。
   關鍵詞：體積流量；電磁流量計；超聲波流量計；平均流速；測量原理 
   1體積流量及其測量
   流體在任何形狀、一定面積的截面內流動，流過該截面的體積或質量對時間的比值稱為流量。用流過的體積與時間的比值來表示流量時，稱為體積流量（或容積流量）。用流過的質量與時間的比值來表示流量時，稱為質量流量。流量的測量對象是管路、渠道和河流中的流體。所謂流體流量，就是指流過一定截面的管路、渠道或河流的流量。
    體積流量是過水斷面的平均流速與斷面積的乘積得到。當流體的過水斷面一定時，如何測得過水斷面的平均流速是關鍵。測量流速的方法很多，用它們來表示平均流速有一定差別。譬如比托管、多普勒超聲波流量計、插入電磁、插入渦輪、插入渦街流量計等，測量的過水斷面中某一點流速來代表斷面的平均流速；時差法超聲波流量計、熱線風速儀等是測量過水斷面中某一條或幾條線的流速來代表斷面的平均流速；電磁流量計、節流裝置等則可以直接測量過水斷面的平均流速。從幾何角度看，真正能正確地測量體積流量的是測量面的平均流速，線流速和點流速的測量只能是近似測量。也就是說，用一個質點代表體積，誤差；用一條直線代表體積誤差比較大；用一個面積去量度體積，誤差較小；用容積去量度體積，準確。這就是說，在體積流量測量中，容積式流量計 —刮板流量計、羅茨流量計、標準體積管等測量精度。可惜的是，容積式流量計的體積大，沉重，壓力損失大。一般只能在油品等貴重的流體計量和貿易交接中使用。于是，在水流量測量中廣泛地使用者電磁流量計和超
聲波流量計。這里，就電磁流量計和超聲波流量計測量原理上的差別作以比較。
    通過研究可看出，電磁流量計在工作磁場有效區域內，測量管中電位積分產生的兩電極間流量信號受流速分布的影響并不像其它流速式流量儀表那樣敏感。這就是電磁流量計比其它如渦輪、渦街、超聲、節流裝置等流量儀表的*之處。
   實際上影響測量精度的主要因素是：被測介質電導率，必須是大于 10-3Ω·cm的導電液體；電磁干擾和工作電源波動；電磁流量計的轉換器元件特性不穩定；振動源。
理論上影響測量精度的因素主要是測量管內徑的變化。如果由于測量管內壁的磨損、附著、結垢、結疤等使得內徑變化 1%，對于測量的影響也是 1%。從原理上，電磁流量計測量不受流體溫度、粘度、壓力以及電導率變化的影響。為流速式流量計對于測量管路內的流速分布要求較高。因此，在具有彎頭、閥門、收縮管、擴大管等容易改變流速分布及其對稱性的管路中安裝流量計，不可避免地要提出前后直線段的問題。因為是面平均流速測量，且有權重函數的位置關系，在速度式流量儀表中，電磁流量計的直線段要求。電磁流量計的直管段要求是前 5DN后 2DN。
  2超聲波流量計的優缺點
   超聲波流量計和電磁流量計一樣是無阻式流量計。它沒有活動部件，沒有壓力損失，不改變管道的流體流動狀態。而且不受介質的導電率大小的限制，是電磁流量計一種彌補。在一定條件下，超聲波流量計安裝可以夾持在管道外部，成
為非接觸式流量計。常用以對其它流量計的測量作在線參照檢查。
   超聲波流量計也具有測量流量范圍寬、測量精度高。能夠進行正、反方向流量測量的優點。但是，超聲波流量計較電磁流量計比較起來，其的弱點在于電磁流量計測量原理告訴我們，電極上測量的流量信號是電極過水斷面平均流速，在一定部位，流速的變化對信號的產生不敏感。而傳播速度差法超聲波流量計所測量的是線平均流速，要求流量測量必需對流速進行高斯積分。這就是說，事實上超聲波流量計是間接測量管道的平均流速進而測量流量。這樣，就存在原理上的誤差。對于多普勒法超聲波流量計誤差就更大了，因為這種流量計測得的是斷面的點流速，要計算流量還需進行面積分。
   被測管道直徑的變化 (直徑測量誤差，內壁結垢等 )會對測量造成三倍的誤差，這比電磁流量計要大 3倍。對于一些隨機變化的影響量就更難以解決了。
   如果要高精度測量，必須要用多聲道測量，以達到盡量接近面平均流速的測量。但成本要大幅度增加，安裝起來比起電磁流量計要復雜得多。夾持安裝型超聲波流量計的換能器與管道外壁的偶合很重要，長時間的暴露在大氣中，偶合劑失效降低，降低信號的靈敏度和可靠性。所以，需要定期維護，以免造成測量精度的降低。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：