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超聲波流量計和孔板流量計的技術比較

文章出處：m.yeliqing.cn責任編輯：admin人氣：發表時間：2020-09-21 22:17

超聲波流量計和孔板流量計的技術比較
一、技術性能的比較

　　1.量程比低

　　由于結構特點，孔板流量計是通過節流件來完成測量的，所以其量程比通常只有1：3，最高可達1：10，而超聲波流量計沒有任何阻流件，其量程比可達 1：200。這兩個數據表明：如果實現一種測量方案，假定其流量范圍是從1m3/h~40m3/h,使用超聲波流量計只需要一路工藝計量回路就可以實現，如果采用孔板流量計，需要多路才能實現。

　　2、壓損

　　由于孔板流量計的結構有阻流件，超聲波流量計沒有阻流件，那么顯而易見：孔板流量計的壓損很大，超聲波流量計壓損實際可以忽略不計。

　　3、精度

　　孔板流量計的計量精度理論上可以達到1%，但是通過大量的實踐證明，由于孔板流量計抗干擾能力較差，現場精度最高能達到2%，一般情況下在3%左右。超聲波流量計的精度則可以達到0.5% 甚至更高。由此可見選擇兩種不同的計量儀表，對于測量的影響會有多大。

　　4、測脈動流

　　由于孔板流量計是靠孔板前后的差壓信號來實現流量測量的，脈動流會使孔板前后的差壓不準，所以孔板流量計不適合測脈動流，而超聲波流量計可以測量脈動流的強度并消除其干擾，所以它適合測脈動流。

　　5、測雙向流

　　孔板流量計依據一個節流元件來實現測量目的，這個節流元件具有嚴格的方向性，因此孔板流量計無法測雙向流。超聲波流量計只與超聲信號在流體中的傳播時間有關，因此可以測雙向流。

　　6、測濕氣體

　　孔板流量計不適合測量濕氣體;若被測氣體為濕氣體，那么在孔板流量計的前端容易積液，使得上下游差壓產生變化，而孔板流量計正是根據上下游的壓差來測量流量的，如果差壓產生變化，則孔板流量計不可能準確測量氣體的流量。超聲波流量計具有自檢測功能，如果所測量氣體為濕氣體，對超聲波流量計產生影響時，儀表本身可以修正，因此超聲波流量計適用于濕氣體的測量(濕氣體體積組分含量低于5%)。

　　7、清洗計量管路

　　孔板流量計本身有阻流件，清洗球無法通過，因此孔板流量計安裝在管線上時無法在線清洗計量管路，只有拆除孔板流量計才能清洗管路。而對超聲波流量計來說，不存在這樣的問題。

　　8、渦流影響

　　孔板流量計采用差壓法測量氣體的流量，渦流直接影響孔板兩端的差壓，因此孔板流量計對渦流很敏感，要求有很長的直管段才能滿足測量精度的要求。新的國際標準ISO5167已經對孔板流量計上游直管段的長度作了更高的規定：孔板流量計上游直管段至少要有44D，若孔板流量計上游有匯管存在，則上游直管段的長度至少要有145D。

　　9、流速分布的影響

　　孔板流量計由于結構原理的限制，要求測量時流速分布均勻，但是由于現場計量管路的復雜性，氣體在管路的流速分布是不可能均勻對稱的，因此孔板流量計對流速分布不對稱非常敏感。超聲波流量計可以修正流速分布不對稱的現象。

　　10、重復性

　　對于孔板流量計而言，隨著使用過程中孔板邊緣的磨損，孔板流量計的精度和重復性都會下降，而超聲波流量計無壓損、無示值漂移現象，重復性高。

　　11、工藝管路復雜性比較

　　對于孔板流量計，由于量程比窄，計量管路多，而且上、下游直管段長，現場工藝管路復雜。超聲波流量計量程比寬，上、下游直管段短，工藝管路簡單。

　　12、維修維護率比較

　　孔板流量計有阻流件，上游易積液、對高含硫的天然氣，其孔板磨損快，維修維護率高。超聲波流量計無可動部件，特殊材料的超聲探頭可以抗H2S 的腐蝕，維護簡單。

　　13、一次性投資比較

　　孔板流量計由于量程比窄，對于相同的流量計量要求，其計量管路多，雖然直接的計量儀表投資少，但是相關的閥門、溫度變送器、壓力變送器、直管段、匯管等一次性投資多。超聲波流量計單表價格高于孔板流量計，但是由于量程比寬，整個計量回路少，實際站場一次性投資少。3.現場安裝比較

　　(1) 直管段的長度

　　孔板流量計上有直管段至少要有44D，若孔板流量計上游有匯管存在，則上游直管段的長度至少要有145D。(詳見《國際流量計量學術動態及發展趨勢》(《中國計量》2002年)或ISO 5167-2)。

　　超聲波流量計上、下游直管段要求為10D、5D(《用氣體超聲波流量計測量天然氣的流量》— 國標GB/T 18604-2001)。

　　(2) 安裝的影響

　　對于孔板流量計，安裝條件直接影響其計量精度，對現場安裝的同心度要求很高。

　　(3) 使用條件

　　由于孔板流量計的原理決定其現場使用條件必須與設計條件相符，壓力、流量的適應性差。超聲波流量計對現場的適應性極強，對壓力、流量的波動不敏感，有較強的過載能力。

　　二、長期使用的比較

　　1、精度變化

　　孔板流量計由于長期使用，孔板入口邊緣磨損，孔板彎曲變形，都會使精度喪失。超聲波流量計由于無磨損、無示值漂移現象，可以長期保持較高的精度。

　　2、臟污的影響

　　由于孔板流量計由節流件，長期使用時，臟污物將堆積在孔板的上游，造成差壓信號不準，直接影響計量精度。臟污和孔板鈍化可造成計量偏差 2～10% 以上。超聲波流量計為中空管段，探頭在儀表上部，臟污不易影響探頭工作，不會影響計量精度，而且流量計可以檢測臟污情況并修正和報警提示、及時進行清洗。

　　3、故障排除

　　由于孔板流量計的儀表特性取決于節流件的幾何形狀和尺寸，需要經常檢查節流件，一旦節流件發生變化就必須更換，節流件的壽命取決于氣體的組分、流量及壓力。超聲波流量計本身具有很強的自診斷功能，一旦不在正常狀況就會報警，并自動記錄報警期間的數據，超聲探頭的使

　　用壽命至少為 8 年，并可在線更換。

　　4、備品備件

　　孔板流量計由于節流件經常磨損、變形，因此需要備多套節流件;超聲波流量計只需要備一套探頭，可替換使用。

　　5、日常維護

　　孔板流量計需要經常維護，并檢查節流件的幾何尺寸等參數。在線更換孔板后很難保證不泄漏，使壓差不準，難以保證計量精度。

　　超聲波流量計則可免維護，自檢功能強大。

　　6、強檢周期

　　孔板流量計一年一檢，一般采用幾何檢定法。超聲波流量計3 年一檢，可以實現在線標定。

　　三、結論

　　根據上面的結果看出，使用氣體超聲波流量計比使用孔板流量計無論從安全性能、技術性能還是從一次性投資以及長期運行費用上都有很大的優勢。

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