電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)在水流量測(cè)量中的比較
用于水流量測(cè)量的電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)
摘要：從測(cè)量原理上闡述電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)用于水流量測(cè)量時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：體積流量；電磁流量計(jì)；超聲波流量計(jì)；平均流速；測(cè)量原理
1體積流量及其測(cè)量
流體在任何形狀、一定面積的截面內(nèi)流動(dòng)，流過該截面的體積或質(zhì)量對(duì)時(shí)間的比值稱為流量。用流過的體積與時(shí)間的比值來表示流量時(shí)，稱為體積流量（或容積流量）。用流過的質(zhì)量與時(shí)間的比值來表示流量時(shí)，稱為質(zhì)量流量。流量的測(cè)量對(duì)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?dāng)嗝娴钠骄魉倥c斷面積的乘積得到。當(dāng)流體的過水?dāng)嗝嬉欢〞r(shí)，如何測(cè)得過水?dāng)嗝娴钠骄魉偈顷P(guān)鍵。測(cè)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(jì)、插入電磁、插入渦輪、插入渦街流量計(jì)等，測(cè)量的過水?dāng)嗝嬷心骋稽c(diǎn)流速來代表斷面的平均流速；時(shí)差法超聲波流量計(jì)、熱線風(fēng)速儀等是測(cè)量過水?dāng)嗝嬷心骋粭l或幾條線的流速來代表斷面的平均流速；電磁流量計(jì)、節(jié)流裝置等則可以直接測(cè)量過水?dāng)嗝娴钠骄魉佟膸缀谓嵌瓤矗嬲苷_地測(cè)量體積流量的是測(cè)量面的平均流速，線流速和點(diǎn)流速的測(cè)量只能是近似測(cè)量。也就是說，用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)代表體積，誤差；用一條直線代表體積誤差比較大；用一個(gè)面積去量度體積，誤差較小；用容積去量度體積，準(zhǔn)確。這就是說，在體積流量測(cè)量中，容積式流量計(jì) —刮板流量計(jì)、羅茨流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)體積管等測(cè)量精度。可惜的是，容積式流量計(jì)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(jì)量和貿(mào)易交接中使用。于是，在水流量測(cè)量中廣泛地使用者電磁流量計(jì)和超
聲波流量計(jì)。這里，就電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)測(cè)量原理上的差別作以比較。
通過研究可看出，電磁流量計(jì)在工作磁場(chǎng)有效區(qū)域內(nèi)，測(cè)量管中電位積分產(chǎn)生的兩電極間流量信號(hào)受流速分布的影響并不像其它流速式流量?jī)x表那樣敏感。這就是電磁流量計(jì)比其它如渦輪、渦街、超聲、節(jié)流裝置等流量?jī)x表的*之處。
實(shí)際上影響測(cè)量精度的主要因素是：被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率，必須是大于 10-3Ω·cm的導(dǎo)電液體；電磁干擾和工作電源波動(dòng)；電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器元件特性不穩(wěn)定；振動(dòng)源。
理論上影響測(cè)量精度的因素主要是測(cè)量管內(nèi)徑的變化。如果由于測(cè)量管內(nèi)壁的磨損、附著、結(jié)垢、結(jié)疤等使得內(nèi)徑變化 1%，對(duì)于測(cè)量的影響也是 1%。從原理上，電磁流量計(jì)測(cè)量不受流體溫度、粘度、壓力以及電導(dǎo)率變化的影響。為流速式流量計(jì)對(duì)于測(cè)量管路內(nèi)的流速分布要求較高。因此，在具有彎頭、閥門、收縮管、擴(kuò)大管等容易改變流速分布及其對(duì)稱性的管路中安裝流量計(jì)，不可避免地要提出前后直線段的問題。因?yàn)槭敲嫫骄魉贉y(cè)量，且有權(quán)重函數(shù)的位置關(guān)系，在速度式流量?jī)x表中，電磁流量計(jì)的直線段要求。電磁流量計(jì)的直管段要求是前 5DN后 2DN。
2超聲波流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)
超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)一樣是無阻式流量計(jì)。它沒有活動(dòng)部件，沒有壓力損失，不改變管道的流體流動(dòng)狀態(tài)。而且不受介質(zhì)的導(dǎo)電率大小的限制，是電磁流量計(jì)一種彌補(bǔ)。在一定條件下，超聲波流量計(jì)安裝可以夾持在管道外部，成
為非接觸式流量計(jì)。常用以對(duì)其它流量計(jì)的測(cè)量作在線參照檢查。
超聲波流量計(jì)也具有測(cè)量流量范圍寬、測(cè)量精度高。能夠進(jìn)行正、反方向流量測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。但是，超聲波流量計(jì)較電磁流量計(jì)比較起來，其的弱點(diǎn)在于電磁流量計(jì)測(cè)量原理告訴我們，電極上測(cè)量的流量信號(hào)是電極過水?dāng)嗝嫫骄魉伲谝欢ú课唬魉俚淖兓瘜?duì)信號(hào)的產(chǎn)生不敏感。而傳播速度差法超聲波流量計(jì)所測(cè)量的是線平均流速，要求流量測(cè)量必需對(duì)流速進(jìn)行高斯積分。這就是說，事實(shí)上超聲波流量計(jì)是間接測(cè)量管道的平均流速進(jìn)而測(cè)量流量。這樣，就存在原理上的誤差。對(duì)于多普勒法超聲波流量計(jì)誤差就更大了，因?yàn)檫@種流量計(jì)測(cè)得的是斷面的點(diǎn)流速，要計(jì)算流量還需進(jìn)行面積分。
被測(cè)管道直徑的變化 (直徑測(cè)量誤差，內(nèi)壁結(jié)垢等 )會(huì)對(duì)測(cè)量造成三倍的誤差，這比電磁流量計(jì)要大 3倍。對(duì)于一些隨機(jī)變化的影響量就更難以解決了。
如果要高精度測(cè)量，必須要用多聲道測(cè)量，以達(dá)到盡量接近面平均流速的測(cè)量。但成本要大幅度增加，安裝起來比起電磁流量計(jì)要復(fù)雜得多。夾持安裝型超聲波流量計(jì)的換能器與管道外壁的偶合很重要，長(zhǎng)時(shí)間的暴露在大氣中，偶合劑失效降低，降低信號(hào)的靈敏度和可靠性。所以，需要定期維護(hù)，以免造成測(cè)量精度的降低。--擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量?jī)x表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、v錐流量計(jì)、v型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、插入式渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)、錐型流量計(jì)、v錐型流量計(jì)、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)的信息請(qǐng)?jiān)L問開封中儀網(wǎng)站：
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