培訓(xùn)1流量測(cè)量技術(shù)進(jìn)展國(guó)內(nèi)外比較

流量測(cè)量馬永志2014年4月增長(zhǎng)知識(shí)，邁向輝煌為什么需要流量計(jì)?主要是由于兩個(gè)原因需要流量計(jì)：1:當(dāng)需要向用戶收取費(fèi)用時(shí)，必須使用流量計(jì)（蒸汽、水、煤氣）2:優(yōu)化工藝過程參數(shù)，以減少能源成本能源成本節(jié)約流量計(jì)本身并不能節(jié)約能源。但通過有效的計(jì)量、監(jiān)測(cè)和合理的能源分配利用，流量計(jì)可幫助企業(yè)節(jié)約5%-20%的能耗。假定一個(gè)企業(yè)，擁有一臺(tái)8噸/小時(shí)蒸發(fā)量的燃油鍋爐按每天8小時(shí)，每年300天，蒸汽成本150元/噸計(jì)總能耗=8×8×300×150=2,880,000元10%的節(jié)約=2880000×10%=288,000元!測(cè)量系統(tǒng)的組成及其功能

測(cè)量系統(tǒng)的組成

測(cè)量系統(tǒng)由四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成：傳感器（敏感元件）、變換器或變送器、傳輸通道和顯示裝置。流量測(cè)量系統(tǒng)組成也一樣！！傳感器變換器傳輸通道顯示裝置被測(cè)量測(cè)量值目錄一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用二、企業(yè)流量計(jì)量監(jiān)側(cè)與管理系統(tǒng)三、師生互動(dòng)，疑難問題現(xiàn)場(chǎng)解答一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法（二）幾種典型流體的流量測(cè)量（三）熱量和冷量的計(jì)量（四）流量批量控制系統(tǒng)、脈動(dòng)流量測(cè)量（五）提高流量測(cè)量精準(zhǔn)度的實(shí)用方法（六）流量測(cè)量系統(tǒng)誤差的生成與處理（七）天然氣與煤氣的流量計(jì)量（八）流量?jī)x表及流量過程測(cè)量的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展：1、電磁流量計(jì)一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感生電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展：1、電磁流量計(jì)一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用電磁流量計(jì)的測(cè)量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即通過測(cè)量流體流動(dòng)時(shí)切割磁力線所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)來推算流體流量。西門子電磁流量計(jì)ABB電磁流量計(jì)上海羅斯蒙特電磁流量計(jì)日本橫河電磁流量計(jì)（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展：1、電磁流量計(jì)一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用電磁流量計(jì)主要用于測(cè)量導(dǎo)電性液體介質(zhì)的體積流量，通常要求導(dǎo)電性液體介質(zhì)的電導(dǎo)率至少為20μS/cm(μS/cm為

微西門子每厘米，相當(dāng)于0.1mS/m毫西門子每米)。（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展：2、超聲波流量計(jì)一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用超聲波流量計(jì)(ultrasonicflowmeter簡(jiǎn)稱USF)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種非接觸式流量?jī)x表。它對(duì)于所測(cè)的流體介質(zhì)幾乎沒有要求，不僅適用于液體和氣體介質(zhì)的測(cè)量，也適用于雙相介質(zhì)的測(cè)量，尤其適用于解決大流量、大口徑、暗渠、強(qiáng)腐蝕性等流體流量測(cè)量困難的問題。（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展：2、超聲波流量計(jì)一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用超聲波流量計(jì)主要是通過檢測(cè)超生波穿過流體介質(zhì)時(shí)所搭載的信息來測(cè)量流體流量。目前，超聲波流量計(jì)存在的局限性在于其所能測(cè)量的流體介質(zhì)溫度受制于換能器與耦合材料(換能器與管道之間)的耐高溫程度，而目前我國(guó)研制的超聲波流量計(jì)只能測(cè)量200℃以下的流體介質(zhì)。國(guó)外主要廠商產(chǎn)品介紹①德國(guó)KROHNE(科隆)高精度；低功耗<1W，可使用

太陽能；DN80流速上限57m/s；DN400流速上限30m/s；示值誤差±0.2%；重復(fù)性<0.2％；

ALTOSONICIV4聲道氣體超聲流量計(jì)獨(dú)特的三聲道截面設(shè)計(jì)；傳感器專利設(shè)計(jì)；數(shù)字信號(hào)處理(DSP)；流速測(cè)量范圍0~20m/s；當(dāng)流速大于0.5m/s時(shí)，示值誤差±0.5%；當(dāng)流速小于0.5m/s時(shí)，絕對(duì)誤差為±2.5mm/s重復(fù)性<0.2％；UFM3030KROHNE3聲道液體超聲流量計(jì)兩聲道通用型：工藝流程的氣體超聲流量計(jì)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，保護(hù)罩；全金屬微型傳感器；DN50流速上限57m/s；DN600流速上限30m/s；低功耗<1W；示值誤差±1%；重復(fù)性<0.2％；OPTISONIC7060KROHNE②美國(guó)康樂創(chuàng)CONTROLOTRON雙聲道固定式液體超聲流量計(jì)全天候機(jī)箱設(shè)計(jì)

1010N

雙聲道便攜式超聲流量計(jì)外貼式安裝方便；32位流量計(jì)算機(jī)；寬脈沖時(shí)差式和多普勒兩用；基本精度±1%；

1010WPCONTROLOTRON③英國(guó)MICRONICS便攜式液體超聲流量計(jì)帶圖表顯示功能LCD；

覆膜觸摸式按鍵16個(gè)；管徑范圍：50-1000mm；流速：0.12-12.39m/s;重復(fù)性：±0.5%;讀數(shù)誤差：±1-3%;長(zhǎng)度：236mm;

寬度：125mm;

高度：41mm;

重量：小于1.5kg;PFSE

在線安裝式超聲波流量計(jì)可安裝配套溫度傳感器從而測(cè)得熱量。U2000

MICRONICS④日本富士電機(jī)FUJI新式脈沖多普勒法與傳播時(shí)間差法并用的新一代混合型超聲波流量計(jì)脈沖多普勒方式： 流速范圍：0~±0.3m/s~4m/s； 精度：0.5％~1.0％。傳播時(shí)間差方式： 流速范圍：0～±0.3m/s～32m/s； 精度：1.0％～1.5％。FSH/FSW便攜型超聲波液體流量計(jì)大屏幕圖形顯示；具備接收信號(hào)波形顯示功能；一體型打印機(jī)；高精度：1%ofrate；適用管徑：13mm~6000mm；流速范圍：0.3~32m/s；FLC/FLD

FUJI測(cè)量值顯示畫面流量趨勢(shì)圖接收信號(hào)波形顯示功能一體型打印機(jī)⑤美國(guó)通用GE高精度氣體流量測(cè)量系統(tǒng)由一個(gè)帶有兩對(duì)沿直徑單聲程安裝傳感器及流量計(jì)的測(cè)量管本體、十倍于管直徑的直管段和流場(chǎng)整流板組成。流速范圍：0.03~46m/s；精度：0.1％

0.5％～1％Sentinel國(guó)內(nèi)主要廠商產(chǎn)品介紹①北京昌民多聲道氣體超聲流量計(jì)具有國(guó)際專利的非實(shí)流標(biāo)定技術(shù)（干標(biāo)）流速范圍：0.5~35m/s；準(zhǔn)確度等級(jí)：0.5級(jí)；重復(fù)性：0.2％；功率：15W；干標(biāo)即干式標(biāo)定(drycalibration),是在氣體靜止沒有流動(dòng)的情況下,通過精確測(cè)量流量方程中的各個(gè)參量來進(jìn)行的標(biāo)定。濕標(biāo)即實(shí)際標(biāo)定(flowcalibration),是在有氣體流動(dòng)的情況下,在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行的實(shí)氣標(biāo)定。URG-1000非滿管型超聲流量計(jì)

URG-1010

北京昌民增加液位計(jì)測(cè)量液位，計(jì)算出實(shí)際流體的截面積，從而計(jì)算流量。②唐山匯中唐山匯中國(guó)內(nèi)首創(chuàng)插入式超聲流量傳感器唐山匯中唐山匯中雙面18聲道DN500mm液體超聲流量計(jì)樣機(jī)（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展：2、超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)唯一能實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量的流量計(jì)（夾裝式）；可制成便攜式儀表；無阻流件，無壓力損失；

準(zhǔn)確度0.1%～5%；管道內(nèi)外壁干凈，需足夠長(zhǎng)的直管段；傳播速度差法流量計(jì)需介質(zhì)潔凈，而多普勒流量計(jì)需有散射粒子，適于污水和含氣泡的液體；特別適合大管徑測(cè)量，其成本與管徑基本無關(guān)。（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展：3、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(CoriolisMass

Flowmeter簡(jiǎn)稱CMF)是基于流體在振動(dòng)的

測(cè)量管中流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生與流體質(zhì)量流量成

正比的科里奧利力這一原理制成的、一種

直接式的質(zhì)量流量計(jì)。能夠直接測(cè)量流體介質(zhì)的質(zhì)量流量，而不

受其他參數(shù)(如溫度、壓力、流體性質(zhì)等)的影響。如果在管子同步振動(dòng)的同時(shí)，將流體導(dǎo)入管內(nèi)，使之沿管內(nèi)向前流動(dòng)，則管子將強(qiáng)迫流體與之一起上下振動(dòng)。流體為了反抗這種強(qiáng)迫振動(dòng)，會(huì)給管子一個(gè)與其流動(dòng)方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應(yīng)力的作用下，管子的震動(dòng)不同步了，入口段管與出口段管在振動(dòng)的時(shí)間先后上會(huì)出現(xiàn)差異，（差異是由于入口段和出口段流體流向是相反的），這叫做相位時(shí)間差。這種差異與流過管子的流體質(zhì)量流量的大小成正比。如果通過電路能檢測(cè)出這種時(shí)間差異的大小，則就能將質(zhì)量流量的大小給確定了?？评飱W利效應(yīng)科里奧利力的重要工程應(yīng)用—質(zhì)量流量計(jì)很早就有人試圖利用科氏力測(cè)量質(zhì)量流量，但發(fā)明家始終未能解決以簡(jiǎn)單方法使流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又處于旋轉(zhuǎn)體系中的難題。直至美國(guó)的JamesSmith于1977年發(fā)明了基于振動(dòng)方法的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單的將兩種運(yùn)動(dòng)巧妙的結(jié)合起來的振動(dòng)管式質(zhì)量流量計(jì)，才使CMF走出困境。雙U形管示意圖Micro-Mation公司1982年推出第一臺(tái)CMF雙彎管式質(zhì)量流量計(jì)之后，各國(guó)競(jìng)相研制，出現(xiàn)了各種形式。半彎管，Ω管，直管，各種精度，口徑。在發(fā)展最快的90年代初期，曾有人預(yù)言它將取代大部分種類的流量計(jì)，但終未實(shí)現(xiàn)。其原因主要是介質(zhì)種類，計(jì)量單位，價(jià)格等因素?？剖狭|(zhì)量流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式總的類型有：按測(cè)量管形狀分，有彎管型和直管型；按測(cè)量管配置分，有單管型和雙管型；為便于振動(dòng)，提高材料彈性，降低剛性，管壁盡量薄。單直管雙直管單U形管雙U形管雙S形管B形管Ω管雙環(huán)管雙U形管質(zhì)量流量計(jì)特點(diǎn)與安裝使用

特點(diǎn)：直接式質(zhì)量測(cè)量；精度（觀測(cè)結(jié)果、計(jì)算值或估計(jì)值與真值（或被認(rèn)為是真值）之間的接近程度）高0.1%；可測(cè)液體、液固、含氣少的氣液兩相流；價(jià)格高昂。（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法國(guó)外流量?jī)x表：渦輪流量計(jì)在國(guó)際上許多國(guó)家常用于測(cè)氣體或粘度較小的液體，由于儀表中有轉(zhuǎn)動(dòng)件，維護(hù)工作量大超聲近年來增長(zhǎng)勢(shì)頭雖咄咄逼人，但渦輪較超聲便宜得多，有價(jià)格優(yōu)勢(shì)；與節(jié)流裝置相比，量程比（最大測(cè)量范圍和最小測(cè)量范圍之比）可達(dá)10：1，且較準(zhǔn)確容積式流量?jī)x表為非速度型儀表，安裝無直管段要求，準(zhǔn)確度（指在一定實(shí)驗(yàn)條件下多次測(cè)定的平均值與真值相符合的程度）一般可達(dá)到±0.5%，但較笨重?？趶揭话阈∮?.2m.新型儀表在不少領(lǐng)域中取代傳統(tǒng)儀表，是一個(gè)總的發(fā)展趨勢(shì)，但過程將是漫長(zhǎng)的。一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法國(guó)內(nèi)流量?jī)x表：我國(guó)研制、開發(fā)流量?jī)x表的力度與國(guó)外有較大差距，多滿足于仿制超聲的優(yōu)點(diǎn)較多，既準(zhǔn)確、壓損又小，特別適宜貴重流體的貿(mào)易計(jì)量，國(guó)內(nèi)外都較重視，只是國(guó)內(nèi)多為測(cè)液體的，測(cè)氣體的雖也有幾家，應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)尚存在一些問題。熱電式可以測(cè)質(zhì)量流量，且靈敏度較高，受到業(yè)內(nèi)的重視，但它的插入式形式只能測(cè)干燥，純潔的氣體，準(zhǔn)確度也不是廠家所宣傳的那么高，距實(shí)用尚待時(shí)日。一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法發(fā)展趨勢(shì)：1、結(jié)構(gòu)日趨簡(jiǎn)潔、輕便早期流量?jī)x表為純機(jī)械就地顯示，如容積式流量計(jì)。不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，重量/口徑比很大；且其中的轉(zhuǎn)動(dòng)件因磨損需經(jīng)常維修。隨著工業(yè)管道口徑日益增大，插入式儀表以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、拆裝簡(jiǎn)便，日益受到用戶青睞，而近十年發(fā)展最快的電磁、超聲流量?jī)x表，管道中更是沒有任何轉(zhuǎn)動(dòng)件、阻力件，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔，且壓損小，準(zhǔn)確度高，是最有發(fā)展?jié)摿Φ牧髁績(jī)x表。一、流量測(cè)量技術(shù)與流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表的優(yōu)勢(shì)比較及選型安裝調(diào)試方法發(fā)展趨勢(shì)：2、功能力求完善、多樣早期流量?jī)x表為就地顯示（如容積、轉(zhuǎn)子），隨著工業(yè)水平的不斷提高，已不能適應(yīng)工藝要求數(shù)十臺(tái)儀表集中顯示、調(diào)節(jié)、控制。有必要將傳感器（也稱一次表，如孔板、噴嘴、內(nèi)錐）與變送器（也稱二次表）分離開。并將流量參數(shù)轉(zhuǎn)換為電參數(shù)，遠(yuǎn)傳至中央控制室。一、流量測(cè)量技