X
你好,欢迎来到仪多多。请登录 免费注册
仪器交易网
0我的购物车 >
购物车中还没有商品,赶紧选购吧!

超声波流量计成为主流产品 流量计技术指标

时间:2020-07-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
根据美国ARC咨询集团出版的有关“超声波流量计全球展望”的新报道,新一代的超声波流量计已经克服了过去落后的技术,并成为监控流量和控制流量的基准技术。ARC咨询集团的研究室主任Wil Chin先生说,超声波技术将逐渐成为流量测量选择的技术,不仅仅是对传统流量技术的替代。Chin先生估计超声波流量计产品市场将从2003年的大约4亿多美元增长到2008年的6亿多美元,这将和全世界的电磁式流量计的销售额相当。

技术创新促进了增长

技术创新促进了快速增长及新供应商的不断出现。最近出版的《超声波和相关流量计的选型指导》,书中列举了全世界70多家超声波流量计供应商,其中50多家供应商有自己的制造技术。该书的合著者之一David W. Spitzer先生指出:这些供应商的大多数不是基于北美和西欧的传统市场。一些重要的供应商开始在东欧、日本以及其它的亚洲国家,比如韩国、新加坡和中国等建立他们的市场。

有两种基本的超声波流量计技术:多普勒频移技术和时差技术。多普勒法超声波流量计的工作原理是:通过测量在流体中不连贯声音、泡沫、或微粒折射的声波频率偏移来测量流体的流速。当有流量时,随着流量的增加,频率偏移也增加。时差法超声波流量计的工作原理是:通过观测超声波在介质中的顺流和逆流传播时间差来间接测量流体的流速。有流速的地方,时间差随着流速的增加而增加(如图1所示)。

时差法超声波流量计有单个或多个信号通道。一个时差法超声波流量计的信号通道越多,它的精度就越高,也就是说它的精度越接近一个电磁式流量计的精度。在石油和气体应用中的密闭输送测量时,多通道时差法超声波流量计已经通过AGA、API、OIML的认证(如图2所示)。

同样,也有便携式和半便携外夹装式时差法流量计以及多普勒法流量计。Chin先生说,最初,外夹装式流量计被看作是测试装置,因为随着时间的流逝,超声波耦合油脂会发生退化。E+H公司的新型超声波流量计,它有一个传感器座,不需要超声波或者声耦合油脂。有关在这个领域的开发,按照Chin先生所说,Caldon公司已经发明了一种创新的耦合油脂,这种油脂不会发生退化(Caldon公司是在美国匹兹堡市的一家高精度时差法超声波使用仪器制造商)。

多普勒法流量计一直被应用于特殊场合,多年以来,它们在可靠性和其它一些问题破坏了它们的声誉。多普勒法流量计,不管是插入式(湿敏传感器),还是外夹装式,主要应用于废水中的淤泥测量、挖泥和采矿中的高浓度泥浆测量。

按照Spitzer先生所说,对于外夹装式流量计,不管是多普勒法式还是多时差法式,一个重要的问题是:他们都不能对体积流量提供一个可跟踪的准确的信息说明。Spitzer说,超声波流量计的性能说明常常是以高参考精度为主。应当注意的是提到的典型精度是速度精度,不是测量的体积流量的精度。一个能测量速度且具有高精度的超声波流量计,可能在测量体积流量时不具有高精度。

外夹装式流量计另外一个重要的问题是管道衬里材料的不同,测量能力也不同。比如,沥青衬里材料在声学上比其它材料,如塑料有更好的性能。

多年来,多通道时差法流量计一直应用于大口径管道中高品质液体和气体的测量及密闭输送。这些装置受通道几何形状的限制,主要应用在大尺寸管道中,传感器的数量也增加了成本。典型的多通道流量计的价格范围在30000~40000美金,或者更高的价格范围。ARC公司的Chin指出,德国Krohne公司是液体流量计的业内领导者,美国国家仪器(NI)公司是气体流量计的业内领导者。

以前,单通道时差法流量计在联轴节结构中相当普遍,但随着时间的推移,性能高而且价格日益降低的电磁式流量计和涡流式流量计,使这些单通道时差法流量计的应用越来越少。

近年来,几家制造厂商开发出了新一代的联轴节流量计,并把该装置分类为多功能多通道流量计。与石油和煤气工业中应用的高精度的多通道流量计相比,这些流量计的通道比较少,但是它有更高的精度。由于联轴节流量计的联轴节结构,它能被校准到一个参考标准进行体积流量测量,因此,相对于外夹装式流量计,它有一个重要的进步。西门子公司(Siemens)设计的流量计产品在临时的定型水流断面上配置了反射目标。德国Krohne公司在他们的流量计产品中配置了三声道设计,美国Controlotron公司也制造这种类型的多功能多通道流量计产品。

多功能多通道流量计正在大量的销售,作为所有容积式流量计类型产品的置换物,包括电磁式流量计以及其它的装置,如:透平流量计。这些产品,比如所有时差法超声波流量计,它们的附加卖点是它们能测量绝缘流体和低传导流体,而电磁式流量计不能测量这样的流体。相对时差法超声波流量计,这些流量计有许多新的重要的应用。比如,Krohne公司声称:他们公司的三声道的多功能多通道流量计的应用范围是:含有固体杂质的液体(最高可达5%)和含有低程度的气泡的液体(最高可达2%)。Krohne公司说,在与涡流式流量计产品二者择一时,他们公司三声道的测量传感器的价格具有竞争力,在整个流程工厂中,这个产品允许单个流量计技术的应用。

与时差法超声波流量计很相似的测量装置是相关流量计。不是所有的相关流量计都是超声波流量计,但至少有一类时差法超声波流量计认为是相关流量计。Spitzer说,相关流量计通过测量管道内不同位置的参数来测量流体的速度。以超声波流量计为例,一副传感器固定在下游,一副传感器固定在上游,并以交叉相关计算来确定流体的速度。其它的相关流量计,比如美国CiDRA公司研制的新型声纳阵列流量计,完全不是基于超声波的流量传感器。



    电磁流量计运行中产生故障的第一类为仪表本身故障,即仪表结构件或元器件损坏引起的故障;第二类为外界原因引起的故障,如安装不妥流动畸变,沉积和结垢等。这里重点讨论的是应用方面和上述第二类外界原因的故障。

    按照故障发生时期分类,可分为:①调试期故障;②运行期故障。调试期故障出现在新装用后调试初期,主要原因是仪表选用或设定不当,安装不妥等。运行期故障足在运行一段时期后出现,主要原因有流体中杂质附着电极衬里,环境条件变化出现新干扰源等。

    按故障外界源头分析来自3个方面:①管道系统和安装等方面引起的;②环境方面引起的;③流体方面引起的。来源①主要在调试期表现出来;来源②和③则在调试期和运行期均会出现。

    一、调试期故障本类故障在电磁流量计初始装用调试时就出现,但一经改进排除故障,以后在相同条件下一般就不会再度出现。

    常见调试期故障主要有安装不妥、环境干扰、流体特性影响三方面原因。1、管道系统和安装等方面通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障,常见的例如将流量传感器安装在易积聚潴留气体的管网高点;流量传感器后无背压,液体迳直排人大气,形成其测量管内非满管;装在自上向下流的垂直管道上,可能出现排空等。2、环境方面主要是管道杂散电流干扰,空间电磁波干扰,大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量,但如遇管道有强杂散电流(如电解车间管道)亦不一定能克服,须采取流量传感器与管道缘绝的措施。空间电磁波干扰-般经信号电缆引入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护,但也曾遇到屏蔽保护还不能克服。3、流体方面液体含有均匀分布细小气泡通常不影响正常测量,唯所测得体积流量是液体和气体两者之和;气泡增大会使输出信号波动,若气泡大到流过电极遮盖整个电极表面,使电极信号回路瞬时断开,输出信号将产生更大波动。低频(50/16Hz-50/6Hz)矩形波激磁电磁流量计测量液体中含有固体超过一定含量时将产生浆液噪声,输出信号亦会有一定程度波动。两种或两种以上液体作管道混合工艺时,若两种液体电导率(或各自与电极间电位)有差异,在混合未均匀前即进入流量传感器进行流量测量,输出信号亦会产生波动。电极材质与被测介质选配不善,产生钝化或氧化等化学作用,电极表面形成绝缘膜,以及电化学和极化现象等,均会妨碍正常测量。

    二、运行期故障经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障,常见故障原因有:流量传感器内壁附着层,雷电击,环境条件变化。

    1、内壁附着层由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多,出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近,仪表还能正常输出信号,只是改变流通面积,形成测量误差的隐性故障;若是高电导率附着层,电极间电动势将被短路;若是绝缘性附着层,电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。

    2、雷电击雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流,进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径,传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析,引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的,其他两条途径较少。还从发生雷击事故现场了解到,不仅电磁流量计出现故障,控制室中其他仪表电常常同时出现雷击事故。因此使用单位要认识设置控制室仪表电源线防雷设施的重要性。现任已有若于设计单位队识和探索解决这一问题。

    3、环境条件变化主要原因同上节调试期故障环境方面,只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计,调试期因无厂扰源,仪表运行正常,然而在运行期出现新干扰源(例如测量点附近管道或较远处实施管道电焊)干扰仪表正常运行,出现输出信号大幅度波动。







    涡街流量计在使用过程中往往会出现流体不流动,流量显示不为零,或显示值不稳定的问题,一般出现这些问题,可能会有以下4种类原因:
    1.传输线屏蔽接地不良,外界干扰信号混入显示仪输入端。
    2.管道振动,叶轮随之抖动,产生错误信号
    3.截止阀关闭不严泄露所致,实际上仪表显示泄露量
    4.显示仪内部线路板之间或电子元件变质损坏,产生的干扰
    解决办法
    1.检查屏蔽层,显示仪端子是否良好接地
    2.加固管线,或在传感器前后加装支架防止振动
    3.检修或更换阀
    4.采取“短路法”或逐项检查,判断干扰源,查出故障点
    以上是关于涡街流量计不归零的原因分析和解决办法处理,如果您还有其他关于流量计方面的问题或者需求,可以过分对应厂家进行咨询!







上一篇:椭圆齿轮流量计测量粘度大的液体...

下一篇:冷热冲击试验箱技术参数

  • 手机多多
  • 官方微信订阅号
商品已成功加入购物车!