超聲波流量計與渦街流量計對比

1. 工作原理

超聲波流量計主要有一對或多對能發送和接收超聲脈沖的超聲波換能器、脈沖信號處理電路、單片機控制器等組成。其測量原理是:超聲波換能器等原件均安裝在此直管段，換能器一般沿管壁安裝，且直接同流體接觸。超聲波換能器發射的超聲波脈沖穿過管道如同船只渡河。如果管道內沒有介質流動,聲波將以相同速度來回在一對換能器之間傳播,當管道中的有介質流動時,沿介質流動方向相同的超聲波脈沖將加快速度,反之,逆向傳播的超聲波脈沖將減慢速度。并且流過管道的介質速度越快,超聲波脈沖的順流與逆流的時間差就越大,該時間差值得大小正好與介質流速成正比,通過記錄超聲波脈沖在管道介質中的時間差值,就能換算成介質流量。

渦街流量計是利用流體震動感原理研制的一種漩渦分離型流量儀表,當流體以足夠大的流速流經垂直于流體流向物體時,若該物體的幾何尺寸適當,則在物體的后面沿兩條平行線上產生整齊排列。轉向相反的渦流列,其數量即為渦街頻率。頻率是與流體的流速成正比,因為通過測量漩渦頻率就可以得到流體流速,繼而測算出流體的流量。

2. 優缺點

超聲波流量計

優點：零壓損、不受氣體中固、液態微顆粒影響、量程比寬、重復性強、準確度高、具備自檢功能、易實現數據遠傳等優點。

缺點：價格昂貴，抗干擾能力差，易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。直管段要求嚴格，為前20D,后5D。否則離散性差，測量精度低。安裝的不確定性，會給流量測量帶來較大誤差。測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量顯示。

渦街流量計

優點：測量范圍寬,量程比一般能達到1:10。渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。它造成的壓力損失小。準確度較高,重復性為0.5%，且維護量小。

缺點：抗震性能較差，振動源會使得渦街流量計產生測量誤差,嚴重的會無法正常工作。較大口徑的影響會更明顯,因此在安裝渦街流量計時應遠離振動源。渦街流量計不能測量溫度≥300℃的流體介質,耐高溫性能低。直管段要求高。*指出,渦街流量計直管段一定要保證前40D后20D,才能滿足測量要求。渦街流量計不適用于DN300mm的管徑,因為此時流量系數較小。

3. 應用領域

超聲波流量計和渦街流量計都是常用的流量測量儀器，同時具有測量*、操作簡便、性能穩定、使用壽命長等有優點。它們在應用領域上存在一定的區別。例如，渦輪流量計經常作為流量標準裝置的標準表使用。航空航天燃料計量。如火箭發動機液氫、液氧燃料的計量，航天一院101所在火箭發動機測試過程中用量較大。飛機燃料航空煤油的計量。飛機和航天器液壓系統中液壓油的計量經常采用渦輪流量計計量。如紅油、藍油。飛行器及大型機械潤滑油的計量。制藥行業。藥液罐裝通常采用渦輪流量計進行計量。如天士力集團。化工行業。化工生產過程中水、各種溶液、試劑、添加劑的計量經常采用渦輪流量計計量。

綜上所述，超聲波流量計和渦街流量計各有其優缺點和適用場景。在選擇使用哪種流量計時，需要根據實際需求和工作條件來決定。