BROOKS流量计和超声波流量计基本性能的比较

　　BROOKS流量计和超声波流量计基本性能的比较

　　BROOKS流量计和超声波流量计这两种高新技术产品的发展迅速，系列越来越多，用途越来越广，二者之间的选择也越来越多，由于二者之间之间的性价比很相似，可比性很强，很多用户在二者之间选择时犹豫不定。对这两种流量计的基本原理特性和基本技术性能进行分析和比较，说明了仪表选型应从性能要求、流体特性、安装要求、环境条件和费用这五方面因素进行综合考虑，供选择和使用者参考。

　　1.前言

　　在《流量测量方法和仪表选用》一书中说：“有人调查美国装用的千余台流量仪表，发现约 60%所选择的测量方法不是合适的或使用不正确，这60%中的约60%虽然采用了合适的测量方法，却错误的布置和安装，由此可见正确选择和使用流量仪表并非易事"。书中又说：“要正确和地选择测量方法和仪表，必须熟悉仪表和使用流体特性这两方面，同时还要考虑经济因素。归纳起来有五个方面的因素，即性能要求、流体特性、安装要求、环境条件和费用，即使经验丰富的工程师，综合这些因素提出较优方案亦非易事"。

　　从原则上讲，适合的流量计就是好的流量计。如果只需知道管道中的流体是否正常流动，如果没有测量**度的要求，就可以选择价格低廉使用可靠成本较低的流量计即可。但对测量**度要求很高，用于特殊介质或特殊工作条件、差价不大、可比性较强的流量计，选择起来就不那么容易了，本文将对电磁流量计和超声波流量计这两种可比性很强的流量计，通过基本原理特性和基本技术性能的比较和浅析，来阐述在选择时应该注意的一些地方。

　　2.电磁流量计和超声波流量计的基本技术性能比较电磁流量计和超声波流量计基本技术性能比较见表1。

　　表1 中两种流量计的基本技术性能有些比较直观易解，需要说明的是确定流量计**度的参考流动条件和这两种流量计的特性。因为无论采用那种确定流量计**度的方法，都必须溯源到原始标准的**度，而原始标准的**度又是建立在有关标准规定的参考流动条件下确定的。

　　BROOKS流量计一书中全面归纳出“参比"（编注：参考文献[5]）流动条件的含义是：

　　(1)具有充分发展的层流或紊流的速度分布，无旋涡并且是与轴对称的（围绕管道的中心轴线是对称的）。

　　(2)为牛顿流体。

　　(3)为充满圆管的均匀单向流体。

　　(4)为定常流。

　　(5)对于因温度、压力变化所引起的尺寸变化或其它已知系统误差，已进行了流量计算的校正。

　　如果现场流动条件偏离了参比流动条件，就会给测量带来附加误差，偏离参比流动条件的因素叫影响量。速度分布的失常，非均相流，脉动流和气穴是影响各种流量计测量特性的四个主要影响量。一种影响量所造成的误差程度与该流量计对这种影响量的敏感度，以及是否能进行流量计算的修正有关。

　　在各种影响量中，速度分布是重要的，也是较少被人理解的一种影响量。旋流、非牛顿流体和轴向不对称的速度分布对流量计特性的影响，不仅是难以分析的，而且在实验室中也很难再现。要弄清速度分布对流量计特性的影响，首先要了解与速度分布有关的术语涵义。

　　(1)速度分布：在管道横截面积上流体速度轴向矢量的分布模式。

　　(2)充分发展的速度分布：一种一经形成则从流体流动的一个横截面积到另一个横截面积不会发生变化的速度分布，它通常是在足够长的管道直管段末端形成。

　　所以在确定流量计**度时，都必须是在同一标准状态下进行才具有可比性。下面分别将电磁流量计和超声波流量计的基本特性进行对比说明。

　　3.BROOKS流量计的基本特性

　　BROOKS流量计的优点得以充分发挥，缺点和局限性得以弥补和改进。其优点是：

　　(1)传感器结构简单，无活动部件和阻碍流体流动的扰动件，不会发生管道堵塞。可以测量污水、泥浆、悬浮物，也可测量食品、药浆类需要卫生条件的流体。无压力损失，即使是大口径耗电量也仅有 20 瓦左右，属于节能环保性仪表。

　　(2)转换器通用性强、工作可靠、具有互换性、功能具有多样性、可选择性、显示和输出方式多种多样。可以适用不同用户的需要，特别是智能型电磁流量计，具有可编程的输出功能，各种数字通信方式，小信号可予切除，具有自检和自诊断功能，可方便地进行参数设定、编程等。性能稳定、可靠、检修简便。

　　(3) BROOKS流量计有多种选择，可适应不同的介质，耐磨损、耐腐蚀。测量信号不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。采用沉浸结构可在水下工作。采用防爆性，可以在相应的有爆炸危险的场所工作。

　　(4)测量范围度宽,从原理上讲，它的流量方程式是线性的，每个量程中可以达到线性范围 50：1。对于同一台表，可以达到的测量范围度 2500：1，这是其它流量计的。

　　它的缺点是不能测量气体、蒸汽和含有大量气泡的液体，不能测量石油及其制品等不导电液体，受衬里材料和电气绝缘材料的温度限制，目前不能测量高温流体（有的厂家限定200℃以下，有的是 150℃以下）。

　　4.BROOKS流量计的基本特性

　　BROOKS流量计在流体中的传输速度要受到流向及流速的影响，或者流体中颗粒的移动会对超声波束的频率或相位造成影响，这些现象都可以用来测量流体的流速（流量），从而造成超声波流量计。BROOKS流量计只有液体用超声波流量计发展到现在也有了气体超声波流量计。随着电子技术的飞速发展，该产品的性能和应用范围也有了很大提高，其主要优点是：