哪种流量计适合您的应用?
时间:2021-10-18 阅读:1954
从一次性使用到磁性到可变面积再到科里奥利,流量计的选择非常丰富。然而,在功能、准确性和价格方面存在明显差异。通过常用管道准确无创测量的超声波传感器是一种出色的多用途选项。如果希望在不牺牲精度的情况下降低单价,那么一次性涡轮型传感器是一个不错的选择,尤其是在工作流体粘度较低的情况下。如果涉及更高粘度的工作流体,则通过一次性超声波传感器的一次性流量是合适的。
选择流量计时必须考虑:
流量测量类型- 动量(速度)、体积或质量流量测量
介质- 介质类型(液体、气体或浆液)和任何特殊条件,例如介质中的颗粒和介质的粘度
介质条件-介质的压力和温度以及介质条件是否可能保持恒定或变化
流量范围- 所需的介质流量范围(所需的最小和最大读数)
准确度- 所需的读数准确度
环境注意事项- 特殊安装注意事项,例如卫生安装、安装到 ATEX 区域或需要防篡改读数
以下是一些可供您选择的流量计选项的概述:
图 1:Masterflex® 涡轮流量传感器夹具安装 PFA-0.06 至 2 LPM;7 毫米倒钩连接 |
当 CIP 选项不是优时,一次性流量计(图 1)用于高卫生应用,例如生物制药、食品或半导体制造。传感器类型包括与工作流体接触并在每次使用后丢弃的侵入式传感器,以及不与工作流体接触并因此可重复使用的非侵入式传感器。鉴于对典型工作流体的重视,传感器的可靠性、准确性和与工作流程的兼容性是一次性流量计的关键要求。如果需要极其严格的精度,<1%,那么科里奥利型流量计可用于一次性应用。一次性使用科里奥利流量计处于价格范围的较高
科里奥利流量计*的精度和无压降。仪表跟踪质量流量并提供非常高的调节比。然而,初始费用很高,可能会发生堵塞,并且仪表的整体尺寸更大。
科里奥利流量计通过两种设计提供真正的质量流量测量:单管或两根平行管。它们通过在管中以参考频率感应的振荡进行操作。根据牛顿第二运动定律(F = mxa),振荡频率会随着质量流量的变化而变化。在准确的技术中,科里奥利流量计适用于范围广泛且不断增长的气体和液体应用。这些设备提供关于质量、密度和温度的多参数数据。它们用于制药、废水处理设施、核设施、天然气测量和贸易交接。
差压流量计 :非常高的精度、多次校准、输出和尺寸。同时,该模型只能用于水或气体,不能处理颗粒。它还需要力量。
图 2:用于水的 Cole-Parmer® 差动流量计 |
差压流量计 (图 2)测量压力变化以确定流速。它们具有限流孔板或层流元件,可评估通过限流器的压降。上游和下游点之间的压降与流速成正比。当不需要移动部件或需要超快响应时间时,该技术非常有效。差压流量计通常用于更多工业应用,例如测量燃料(例如汽油或喷气燃料)的输出、特种化学品制造、简单的水测量测试或水产养殖场。它们还用于实验室中,在混合气体或通过色谱法分离气体时测量和控制气体的流动。
齿轮流量计:精度高;测量与流体粘度无关。无需直管段。测量低粘度流体的流量时,精度会略有下降。
齿轮流量计采用椭圆形逆同步转子(齿轮),它们互锁以随着液体的通过而旋转。通过椭圆齿轮的流体量得到很好的控制,使仪表具有很高的精度。设计通常坚固而简单,允许安装在严峻的环境中。事实上,齿轮流量计是少数适用于高粘度流体的类型之一。齿轮流量计用于液压和其他涉及非常粘稠液体的应用,在纸浆和造纸工业、燃料或油输送以及制造中工作良好。因为齿轮是不锈钢的,所以它们非常适合石化工业或任何包含轻油到重油的应用。
磁力计:无流道阻塞,无压降,无运动部件。这些仪表可以处理重浆。然而,被测流体必须是导电的或水基的,并且仪表必须接地。
磁力计(有两种设计风格:插入式和全口径。仪表中的线圈会产生磁场。当导电流体通过电场时,通过仪表壁或插入式探头中的电极产生电压;这个产生的电压与流量成正比。电磁流量计通过测量水或其他流体的电含量来工作。磁性技术不含移动部件,全口径设计不会侵入流体。电磁流量计用于食品和饮料行业、水净化、纸浆和造纸、采矿、化工制造和石化行业。它们不应与低电导率流体(如去离子水)一起使用。
桨轮流量计:快速响应时间。易于维护。便宜。有些可能难以安装。使用移动部件并需要一个完整的管道。
图 3:Cole-Parmer® 经济型在线流量计 |
桨轮流量计(图 3)包括那些带有旋转桨轮、螺旋桨和振荡盘(多喷口类型)的仪表。旋转部件设计用于在通过磁性或光学传感器时提供脉冲。脉冲频率与管道或通道中某一点的流体速度成正比。这些设计以其低成本提供相对较高的精度。一些插入版本非常容易安装,而其他样式则更难。叶轮式流量计常见于农村地区,用于灌溉、水产养殖场、水/废水处理以及简单的水测量。这些仪表还用于公用事业和石油和天然气行业,如果存在湍流,则可以处理粘性流体。
Thermal dispersion meters :无移动部件。测量气体的质量,而不是体积,因此非常准确。但是,气体必须干燥且无颗粒。响应时间相当缓慢。
Thermal dispersion meters 通过引导通过毛细管的侧流气流运行。毛细管包括两个外部加热器传感器线圈,一个在另一个下游。气流将热量从上游盘管带到下游盘管。然后测量每个线圈处产生的与温度相关的电阻差。线圈处的梯度与瞬时流量成线性比例。
这些仪表具有最小侵入性和无移动部件,可用于化学管线监测、净化仪表空气管线和过滤负载。它们还可以控制气体混合和 OEM 应用中的流量。
涡轮流量计:高精度、毫秒响应时间以及高压和高温能力。相反,它们的运动部件会磨损或堵塞。不适用于低流量。
涡轮流量计包含一个带叶片的转子,沿流动中心线定位。旋转部件设计用于在通过磁性或光学传感器时提供脉冲。脉冲的频率与流体的速度成正比。一些设计提供高水平的精度,并且可以处理比基本螺旋桨式设计略高的流体。此外,一些涡轮机设计符合卫生准则。
灌溉和水净化是涡轮流量计的两种常见应用。它们还用于石油和天然气、公用事业和废水行业。当与卫生连接一起使用时,涡轮流量计控制食品和饮料应用中的流量。这些仪表不是低流量应用的理想选择。
超声波:非常高的准确性。无压降,无流路阻塞,无活动部件。维护成本低。它们的价格高于其他一些技术。不是低流量应用的好选择。
图 4:Masterflex® 超声波流量传感器 |
超声波仪表(图 4)提供了比其他一些类型更先进的技术和更大的多功能性。这些设计测量通过流体发送的超声波信号的频移。两种类型的超声波仪表是多普勒和渡越时间。多普勒技术利用流体中的粒子或充气作为反射机制来测量流体的速度。传输时间技术依靠通过清洁液体发送的正向和反向信号的频率差来测量流体的速度;流体不得含有固体或充气,因为它们会扭曲声波脉冲。当无法修改管道时,这些是通过现有过程创建流动剖面的理想技术。
由于其多功能性,超声波流量计被用于许多行业,包括设施管理、纸浆和造纸制造、化学制造和采矿。水/废水、石化和水产养殖场也采用这种技术。超声波仪表可用于测量浆液流动的腐蚀性。
变截面流量计(:易于设置和使用,设置成本低。非常低的维护。可用于液体和气体。然而,这些仪表的精度较低,可能无法承受腐蚀性介质。没有数据输出或记录功能。
图 5:用于台式或面板安装的 Cole-Parmer® 带阀丙烯酸流量计,带有直接公制读数刻度 |
变截面流量计(图5)是业内的老手,也是常用的。它们也被称为转子流量计。他们的设计包括一个浮子——通常是一个球体——封闭在管子里。浮子通过向上或向下移动流量管来响应流体(气体、空气或液体)的速度变化。可变面积的工作原理是:流体流速提高锥形管中的浮子,增加流体通过的面积。流量越大,浮子上升得越高。浮子的高度与流量成正比。要确定流量,只需阅读浮子中心的刻度标记。
变截面流量计可用于实验室和工业应用,与其他类型的流量仪表相比,考虑到实用性和准确性,它是经济的指示流量测量的产品。这些仪表用于科学实验室的学术界进行实验和教育。它们可以在基础制造中找到,包括饮料制造和化学制造,以及水净化、水产养殖场和石油和天然气应用。这些仪表不应与可能覆盖浮子或测量管的介质一起使用。
Vortex Snapshot:中低初始设置成本。在清洁流动条件下使用时维护成本极低。然而,由于流动路径中的障碍物,涡街流量计可能会经历中低压降。
涡街流量计使用压力传感器来测量来自流体的涡流压力脉冲,这些涡流来自流体通过流过钝体棒的流体。这种现象的一个简单类比是旗帜在风中飘扬。脉冲与流速成正比。许多用户发现该技术很有吸引力,因为它没有移动部件,并且对过程条件变化的敏感性较低。
尽管许多人可能不太熟悉涡街流量计,但它是一种提供高精度的选项。由于仪表主体和涡流杆可以一体成型,因此该设计非常适合用于腐蚀性或高纯度应用。这些仪表适用于石油和天然气、水/废水和食品饮料行业。它们还用于公用事业、化学制造和水净化。