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国内流量仪表发展趋势与进展

(一)发展趋势

1.1流量传感器(trancduccer)多参数化和多功能化。

流量传感器的多参数测量流量检测元件或流量传感元件(sensor)除感受流量外,还可能感受其他变量,并由此衍生其他功能,可简化流程的检测系统,减少仪表数量和连接管线,降低费用。流程管道开孔的减少可降低潜在泄漏故障。

超声质量流量计在传播时间法超声体积流量计的基础上,再利用超声测得第二参量液体声阻抗和密度,演算后得质量流量qm。

1.2配用第二参量检测元件(或独立的第二参量传感器)组合测量质量流量或其他参量

1.科里奥利质量流量计配用差压变送器测量粘度

2.涡街流量计配用差压变送器测量质量流量

3.气体体积流量计内装压力/温度传感元件测量质量流量

4.电磁流量计内装温度检测元件修正体积温度影响

日本山武公司最近推向市场的电磁流量计,就有电极内装Pt电阻温度检测件,以解决这类问题。

1.3差压式仪表的差压发生体和差压变压变送器一体化

将差压变送器直接与喷嘴等节流装置或均速管装在一起,省略了在现场布引压管线工程,改善动态特性,减少维护工作和故障率,降低初置费用和运行费用。据日本对1996~1997年间新建四家工厂的调查,所用近400台差压式流量仪表中,一体化直接安装型仪表已占二分之一。

1.4开发普及型仪表

适度降低测量精确度等性能,取消原为通用功能改为选择功能以简化仪表组成,设计成较窄应用范围的仪表,从而降低价格扩大用户面。

1.科里奥利质量流量计设计普及型:科里奥利质量流量计降低精确度(量程误差从±0.2%左右降低到±0.5%),功能减少,价格降低。

2.电磁流量计从流程工业转向民用领域:降低电磁流量计测量精确度等性能,如基本误差定在±2%,设计成具有水表特点的电磁水表。在日本这类电磁式水表已纳入日本水表标准。


3.超声家用燃气表:民用计量天然气价格低廉的超声流量计国外已形成规模生产,平均价格约为200美元/台,仅为流程工业用超声流量计平均价格的1/30。

(二)应用进展

成熟仪表应用上受到限制的某一领域,在技术上有所突破后,开发相适应的改进型仪表,使得在该领域有较快发展,下文讨论几种流量仪表应用领域的进展。

1.超声流量计

黯近年超声流量计应用于气体(包括蒸汽)、储存交接(custodytransfer,常简称CT)和财贸核算、民用住宅天然气消费计量三个领域有较大进展。

a.气体应用

当前国外能源开发,天然气比石油发展快,促进了过去发展缓慢的气体超声流量计的发展。有人估计工业用超声流量计,当前已有近15%用于气体。

近年还见到国外至少有3家制造厂向市场推出应用于蒸汽的超声流量计,用一棒传送声速信号到远离蒸汽的超声换能器,可测高达480℃的过热蒸汽。

b.进入储存交接和财贸核算应用领域

超声流量计采用多声道测量(4-8声道)技术和短管流量传感器结构设计,并实流校准,测量精确度大幅度提高,液体用仪表精度等级有高达0.15级,气体仪表可达0.35级。今后必然将逐步替代有活动部件的仪表。

1999年北京已在进京高压天然气输送管线上装用超声流量计,与原装有的孔板差压流量计比对,显现出其优越的使用性能,得到各方面的认可。

c.进入住宅天然气消耗计量应用领域

90年代中期国外超声家用燃气表已达到取代应用150余年的膜式煤气表的规模。有人估计世界范围近年销售量已接近40万台/年。

2.电磁流量计

a.非满管电磁流量计

应用于具有自由表面自然流的下水排放领域,并提高该领域的测量精确度。将传统非满管流或明渠流流量误差从用槽式仪表的±(3-5)%FS降低到用电磁流量计的±(1~2)%FS。

b.测量更低电导率的液体

现在可测量比传统电磁流量计电导率阂值低2-3个数量级的液体,如以前不能测量的甘油、乙二醇等。除此之外,本类仪表几乎不存在浆液噪声和流动噪声,也不会产生电极表面效应形成的噪声。衬里内表面覆盖油脂等非导电层,即或结薄绝缘垢层也不会影响测量。

c.低功耗和二线制电磁流量计有较快发展

二线制不需另外外接激磁回路,仅用4mADC电流提供仪表所需功率,通常仅数十毫瓦。

低功耗电磁流量计使其有可能采用干电池或太阳电池,更方便地将电磁流量计装用于无市电的场所。 
d.二维(方向)电磁流速计和多测量点插入式电磁流量计

置于船体外部的船舶电磁航速仪是插入式电磁流量计的雏形。后来插入式电磁流量计在大中型管道中却有较大发展;也有用于明渠称作电磁流速计(electromagneticcurrentmeter)。但在河道流或水利实验模型不仅要测量流速还要知道流速方向。二维电磁流速计又称向量流速计,使电磁流量仪表族可以进入水文实验应用领域。

此外插入式电磁流量计还参照均速管的设计思路,在插人杆上置多套电磁流速测量单元,提高测量精度,使插入式电磁流量计在大管径应用方面处于有利地位。


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