超聲波流量計和電磁流量計都是通用的高精度計量儀表,得到了中國技術監督檢驗檢疫總局及其他國際相應檢測機構的認可。流量計是一種高精度的計量儀表,使用環境惡劣,24小時不間斷地運行,生產廠家需要有足夠的經驗和能力才能保證所生產的設備適用各種工況。有的廠家生產經驗缺乏,質量不過關,不能因為這類廠家使用效果差而影響該類的產品信譽。聰明的管理者會選擇信譽好的廠家,來保證所使用的流量計可靠穩定的運行,準確的計量。
1)電磁流量計的傳感器結構簡單,測量管內沒有可運動部件,也沒有任何阻礙流體流動的節流部件。
2)可測量臟污介質、腐蝕性介質及懸濁性液固兩相流的流量,不能測量不導電的流體。
3)電磁流量計的輸出只與被測介質的平均流速成正比。
4)電磁流量計無機械慣性,可以測量瞬時脈動流量,也可測量正反兩個方向的流量
5)準確度為0.5級,經實驗室標定后可達0.25級。
6)電磁流量計容易受到電磁干擾,有零點漂移,需要2年標定一次
7)電磁流量計安裝復雜,配套設備需要伸縮節和節制閥
超聲波流量計特點:
1)流量計安裝管段內無運動部件,不會阻礙流體運動
2)不受被測介質的電導、溫度和壓力的影響。
3)橫向流校正。
4)測量管徑范圍廣,管徑從025米的小管道到管徑達20米的大管道。
5)流速范圍廣,流速從0.02m/到20m/s都可測,并滿足測量精度的要求
6)可測雙向流,具有溫度測量功能,可對流速進行標定,具有自診斷功能
7)可在線干式標定
8)超聲波流量計在線不停水安裝、維護、檢定。維護簡單,不影響生產。
9)超聲波流量計安裝管段前后無需安裝閥門和伸縮節,安裝簡單,節省資金
10)準確度為05級。
11)穩定性好,無零點漂移,不受外部電磁等因素干擾,可6年檢定一次
事實上,當對電磁流量計的優缺點予以全面認識并同相關的流量計做了一番比較之后,便不難發現,在許多情況下,使用超聲波流量計,在計量效果和性價比方面,比使用電磁流量計更要好一些
1.綜合投資
我們從以下兩個方面來比較這兩類流量計的價格。
1.1設備本體價格的比較
電磁流量計的價位隨著管道口徑的變大而升高;超聲波流量計的價格與管道口徑大小無關,只與聲道配置有關。電磁流量計隨著管道口徑的變大,其精度逐漸降低;而超聲波流量計的精度與管道口徑無關,僅與聲道配置有關。管徑在1米以下時,選用電磁式流量計比較經濟。當管徑大于1米時,選用超聲波流量計比較經濟。我們選擇流量計時,不僅要比較流量計本體價格,還要比較配套設備,綜合投資,這樣才能得到一個科學的結論,引導我們做出正確的選擇。舉例說明,如DN1600的管道,電磁流量計需要配置兩個DN1600的蝶閥,一個伸縮節兩個法蘭,一個較大的流量計室,安裝需要有吊車,配套費用的投資遠遠大于電磁流量計本體的投資。
超聲波流量計只直接安裝在供水管線上,可以在線安裝,配套費用為零,總投資為超聲波流量計本體費用。
結論:對于DN1000以上的管道而言,超聲波流量計綜合投資遠遠低于電磁流量計,隨著管徑的增大,選用超聲波流量計節省的資金會更多。
2.安裝及安裝點的選擇對測量精度的影響
2.1超聲波流量計安裝優勢更加明顯。
電磁流量計需要整個管段安裝,對于大管徑電磁式流量計,需要借助大型吊車等起重機械才能完成安裝,安裝成本高,運輸成本也高。超聲波流量計直接在管線上開孔安裝(鋼管)或者安裝在管道內壁上(混凝土管道),安裝簡單快捷。安裝費用少。一套超聲波流量計包括主機,換能器,電纜,一般總重量在100公斤之內。
2.2安裝點的選擇對測量精度的影響
流量計設計規范要求流量計安裝在泵后,這是因為如果設計在泵前,管道內會形成真空,電磁流量計在真空下會損壞。但是超聲波流量計在真空下不會損壞。泵前水流狀態穩定,如要追求高精度測量,選擇安裝位置應在水泵前的管道上。在實際應用中,像南水北調東線大型泵站,水泵進口無直管段,變斷面,用超聲波流量計測量仍能達到較高的測流精度。再如大伙房二期輸水工程的鞍山泵站,初設的流量計位置在泵后,后期安裝位置改在泵前,實際運行后,流量計測量穩定,獲得了很高的測量精度。如果把流量計安裝位置放在泵后,由于水泵的擾動,需要很長的管道水流才能趨于平穩。盡管電磁流量計和超聲波流量計都能測量出數據,但是測量精度會下降,且無法評估。還有一個影響測量精度的因素是氣泡,由于水泵的擾動,必然會產生大量的氣泡,這些氣泡需要很長的時間才能消失,會使測量精度進一步降低。針對泵后直管段距離較短的情況,流量計需要安裝于泵前的進水管道上才能達到較高的測量精度
3.設備維護
超聲波流量計維護簡單,當換能器發生故障時,可以不停水檢修更換,維修不影響正常供水
電磁式流量計發生故障時,必須停水檢修或更換,影響正常供水,維護費用高這對于不能停水的管理者非常重要,在實際生產過程中,當電磁流量計損壞后,往往會再選用可在線安裝的超聲波流量計
4.測量誤差及漂移
4.1電磁流量計對于有可能析出沉淀物的液體和有可能對電極表面構成污染的液體,因電極表面附著污物,會使電磁式流量計零點發生變化;沉淀物附著于內襯表面,也會使測量結果發生偏差
上述問題難以解決。可以采用刮刀式電極清垢,甚至采用可更換式電極,對電極定期進行更換,但對于給排水測量場合一般都不采取上述的清潔電乜極措施,所以一臺新的電磁流量計經過一段時間的使用之后,其實際測量誤差必將隨著使用時間的推移而逐漸增大,并很難予以定量評估。電磁流量計是基于導電性流體在磁場中運動所產生的感應電勢來推算流體流量的測量儀表,其基本工作原理是電磁感應定律。因此電磁耦合靜電感應是電磁流量計干擾噪聲的首要來源;被測流體介質特性產生的電化學干擾噪聲是電磁流量計干擾燥聲的第二來源;電磁流量計供電電源的電壓和頻率波動等電源干擾噪聲是電磁流量計干擾噪聲的第三來源。以上三類干擾都會造成電磁流量計零點漂移,從而造成電磁流量計測量誤差持續增大。
4.2超聲波流量計
超聲波流量計一般現場安裝,在安裝過程中,采用**的測繪技術測量管道幾何參數,采用激光經緯儀確定換能器安裝位置,成熟的安裝技術保證了流量計的計量準確度。超聲波流量計原理見下圖:超聲波在靜水中傳播速度為C,聲路長為LW,水流速度平均速度為Va
換能器為壓電晶體,壓電晶體具有聲能和電能相互轉換的特性,處理單元發送一個電信號給換能器1,換能器1把電信號轉換為超聲波,換能器2接收到超聲波時,它立即產生個電動勢送到處理單元,處理單元便可測出超聲波的順流傳播時間t12,同理當換能器2發射超聲波時,換能器1接收,可測出超聲波的逆流傳播時間t21。當換能器1向換能器2發射超聲波時(順流),超聲波在順流中的速度v1為靜水流速，加上水流速度分量。即1=c+acos9
當換能器2向換能器1發射超聲波時(逆流),超聲波在逆流中的速度v2為靜水流速減去水流速度分量。即v2=c- r a cos g根據聲路長LW,可計算出超聲波順流傳播時間t12=LW/1超聲波逆流傳播時間t21=LW2
用順流,逆流的傳播時間計算出傳播時間差,進而計算出水流的線平均流速pa,加權積分計算出過水流量。
從上述公式看出,水的平均流速(即流量)與聲路長,聲路角,正逆向超聲傳播時間有關,與水質、泥沙含量、電磁干擾、溫度等因素無關。無零點漂移,測量精度不會隨時間或外部因素而變化,穩定性好。
5.檢定
為了確保測量精度,電磁流量計應定期予以實流標定,國家2007版計量檢定規程規定,0.5級的電磁流量計的檢定周期為2年。實際上,因為拆裝困難,很少有用戶在執行著2年的檢定周期,而多數情況是,產品自安裝運行后,幾年也不做檢定。其中,不能停水和檢定費用高就是*大的原因之超聲波流量計測量精度受外在影響較小,2007年頒布的《超聲流量計檢定規程》這樣規定:超聲波流量計應每2年檢定一次。如流量計具有自診斷功能且能夠保留報警記錄,也可每6年檢定一次并每年在使用現場進行使用中檢驗。”現在的超聲波流量計一般具有自診斷功能且能保留報警記錄。
6.通用性
電磁流量計不同管徑對應不同類型流量計。超聲波流量計通用性強,所有管徑的超聲波流量計使用同一類型流量計,維修更換方便
7.流速標定和干式標定
超聲波流量計具有溫度測量功能,測量精度為±0.5℃。超聲波流量計測量溫度不是靠增加了測溫元件,而是利用超聲波本身的測量原理而計算出的溫度。監測溫度的意義
(1)與標準溫度計測出的水溫和流量計計算出的水溫對比,可在線標定流速。
(2)與標準溫度計測出的水溫和流量裝置計算出的水溫對比,可以檢驗流量計安裝、幾何參數的測量是否準確;
(3)超聲波流量計可在線干式標定。
通過電磁流量計與超聲波流量計的性價比對比分析,可以得出這樣的結論:從長期運營投資費用及設備性能方面來看,對于DN1000以上的管道測流,超聲波流量計的性價比優于電磁流量計。
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用于農田灌溉的電磁流量計出現波動該如何應對
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