弯管流量计与其它常用流量计的性能比较

　　弯管流量计是河北理工学院智能仪器厂自主研制开发的**产品，已列入重点**火炬计划项目，近几年在国内得到了较大范围推广使用。此文将一些常用的流量计与弯管流量计进行技术对比分析，为广大用户在计量选型中提供参考和借鉴。
　　一、电磁流量计
　　1、优点
　　（１）电磁流量计可用来测量工业导电液体或浆液。
　　（２）无压力损失。
　　（３）测量范围大，电磁流量变送器的口径从2.5ｍｍ到2.6ｍ。
　　（４）电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量，测量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响。
　　2、缺点
　　（１）电磁流量计的应用有一定局限性，它只能测量导电介质的液体流量，不能测量非导电介质的流量，例如气体和水处理较好的供热用水。另外在高温条件下其衬里需考虑。
　　（２）电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求，对于液态介质，应测量质量流量，测量介质流量应涉及到流体的密度，不同流体介质具有不同的密度，而且随温度变化。如果电磁流量计转换器不考虑流体密度，仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。
　　（３）电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂，且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用，两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器时，从安装地点的选择到具体的安装调试，必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动，不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时，必须排尽测量管中存留的气体，否则会造成较大的测量误差。
　　（４）电磁流量计用来测量带有污垢的粘性液体时，粘性物或沉淀物附着在测量管内壁或电极上，使变送器输出电势变化，带来测量误差，电极上污垢物达到一定厚度，可能导致仪表无法测量。
　　（５）供水管道结垢或磨损改变内径尺寸，将影响原定的流量值，造成测量误差。如100ｍｍ口径仪表内径变化1ｍｍ会带来约2％附加误差。
　　（６）变送器的测量信号为很小的毫伏级电势信号，除流量信号外，还夹杂一些与流量无关的信号，如同相电压、正交电压及共模电压等。为了准确测量流量，必须消除各种干扰信号，有效放大流量信号。应该提高流量转换器的性能，好采用微处理机型的转换器，用它来控制励磁电压，按被测流体性质选择励磁方式和频率，可以排除同相干扰和正交干扰。但改进的仪表结构复杂，成本较高。
　　（７）价格较高
　　二、超声波流量计
　　1、优点
　　（1）超声波流量计是一种非接触式测量仪表，可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的流动状态，不会产生压力损失，且便于安装。
　　（2）可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。
　　（3）超声波流量计的测量范围宽，测量口径范围从2cm～５m.
　　（4）超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。
　　（5）超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式。
　　2、缺点
　　（1）超声波流量计的温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。
　　（2）抗干扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。
　　（3）直管段要求严格，为前20D，后5D。否则离散性差，测量精度差。
　　（4）安装的不确定性，会给流量测量带来较大误差。
　　（5）测量管道因结垢，会严重影响测量准确度，带来显著的测量误差，甚至在严重时仪表无流量显示。
　　（6）可靠性、精度等级不高（一般为1.5～2.5级左右），重复性差。超声波流量计是通过测量流体速度再乘以管道内截面积来确定流量。而该流量计无法直接测量内径和管道圆度，只能根据外径、壁厚按标准圆估算截面积，由此带来的不确定性已超过1％，因此精度受到限制。
　　（7）使用寿命短（一般精度只能保证二年）。
　　三、涡街流量计
　　1、优点
　　（1）涡街流量计无可动部件，测量元件结构简单，性能可靠，使用寿命长。
　　（2）涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1：10。
　　（3）涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。
　　（4）它造成的压力损失小。
　　（5）准确度较高，重复性为0.5％，且维护量小。
　　2、缺点
　　（1）涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响，但液体或蒸汽的终测量结果应是质量流量，对于气体，终测量结果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流量都必须通过流体密度进行换算，必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。
　　（2）造成流量测量误差的因素主要有：管道流速不均造成的测量误差；不能准确确定流体工况变化时的介质密度；将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除，涡街流量计的总测量误差会很大。
　　（3）抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差，甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动，使测量精度降低。大管径影响更为明显。
　　（4）对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕，改变几何体尺寸，对测量精度造成极大影响。
　　（5）直管段要求高。专家指出，涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D，才能满足测量要求。
　　（6）耐温性能差。涡街流量计一般只能测量300℃以下介质的流体流量。
　　四、弯管流量计
　　1、优点
　　（1）结构简单，价格合理
　　弯管传感器实质上就是一个九十度标准弯头，这是结构简单的流量传感器，在流量测量元件中再找不出比它更简单，更实用的测量元件。随着弯管机械加工工业的发展和行业标准化、规范化管理的不断完善，弯管传感器的加工质量会越来越好，价格更趋合理，更容易被用户接受。
　　（2）无任何插入件或节流件，无附加压力损失，可大大降低流体在管道内输送的动力消耗，节约能源；
　　（3）可测量容易脏污、堵塞传感器的流体
　　供热系统的循环水质比较差，钢铁、冶金行业高炉、焦炉煤气等介质也非常脏污，一般流量计很难适应。弯管传感器由于没有插入件和节流件，对于这些介质其适应性毫无问题，即使是长期运行也能保证弯管流量计正常工作，保证其测量精度不受影响。
　　（4）精度高，重复性好（0.2％）
　　（5）弯管传感器耐磨损，长期运行免维护
　　弯管传感器耐磨损是保证流量计长期高精度测量的重要条件之一，这方面弯管流量计有着不可比拟的优势。正因为弯管传感器耐磨损且性能长期不变，所以弯管传感器一般采用焊接法安装，彻底解决了现场跑、冒、滴、漏等问题，既减少了维护工作量，又可节约能源。
　　（6）适应性强、量程范围宽
　　只要是可以用孔板、涡街、均速管等流量计进行管道内流体流量测量的都可以用弯管流量计进行测量，而且在耐高温、耐高压、耐振动、耐潮湿、耐粉尘等方面，弯管流量计远远优于这些常用的流量计。量程范围宽，一方面是指弯管流量计的量程比可高达10：1，对于蒸汽或其它介质，它的适用范围为5—120m/s；对于液体介质适用范围为0.3—5m/s。这里所指的流速范围没有严格的限制，如果被测介质没有上限流速的限制，则流速范围还可加大。反之，如果使用高精度的低差压差压变送器相配合，则流体流速的低限可取得更小（弯管流量计应用现场的测量范围已达到1：20以上）。
　　量程范围宽的另一方面是指弯管传感器的几何尺寸几乎没有限制，管径可由10毫米到2米以上，这一点对于一般的流量传感器是不容易做到的，即使能做到，其价格差异也是非常惊人的。
　　（7）直管段要求不严格
　　直管段要求不严格也是弯管流量计在现场使用中十分重要的优点之一。一般流量测量装置都因为现场直管段不能满足要求而不能进行测量或不能保证其测量精度，使用户大伤脑筋。弯管流量计由于其特殊的测量原理在实际使用中对直管段要求不严，只需保证前5D后2D即可（在极限情况下可选前2D后2D，此时精度会略有下降）。
　　（8）二次仪表功能齐全，既有单路显示测量流量、温度、压力等参数的，也有专为供热行业开发的多路测量并能实施热量监控的高精度组合仪表。近几年开发的弯管流量计微机监控系统已成功应用于承德、虎林、黑河、通化、四平、大连、沈阳、开原、铁岭、乌鲁木齐、哈密、寿光、丹阳、汕头、廊坊、宣化、迁安、唐山等热力公司和其它行业，提高了这些用户的科学化管理水平和供热质量，获得良好的经济效益和社会效益。
　　2、缺点
　　（1）弯管流量计是利用测量介质在管道内自然流动而产生的惯性离心力的大小来获得流量测量的。因此，它是一种低差压流量计。它的这个缺点必须通过选择合适的管径和高精度的差压变送器来克服。六七十年代没发展起来就是因为当时差压变送器精度不够造成的，直到九十年代高精度差压变送器日渐成熟，弯管流量计才得以快速发展。
　　（2）弯管流量计一定要装在管道的转弯处，它不同于其它流量计一般都装在直管上。如果现场找不到转弯处，只能通过改造作出一个转弯来，增加了工作量。但这个特点的合理利用可以大大减少现场建设面积，降低工程基建费用。