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电磁、孔板、涡轮、涡街、超声波流量计性能对比

目前，我国应用于流体测量领域的流量计种类有很多，依据流量计测量原理的不同，可以将其分为：转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、差压流量计、质量流量计、涡街流量计、超声波流量计等。其中占市场主要份额的有电磁流量计、孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计等。

孔板流量计属于小量程比差压式流量计，可用作气、液流体的流量测量，被广泛的应用于水利、液化、石油、化工、天然气、供暖、供水等生产生活领域，具有价格低廉，架构简单、应用范围广的优点。流体流动时，流速的变化是整体且连续的。根据已知被测流体的性质，可以推导出流体速度与压差之间的联系，进而演算出流量的数值。孔板流量计的实现的略显复杂，且内部包含一定的机械结构，存在测试重复性一般、适应性低、量程小等缺陷，无法满足实际应用中对测量精度的要求。

当流体在不同表面特征的物体上流过时，会产生漩涡流且具备特定的频率，这些漩涡流的频率与流体流速间存在着对应关系。根据这个现象，在流体中固定一个非流线型漩涡产生体，然后根据测量所得的漩涡的生成频率与流体流速的对应关系，就可以推导出出被测流体的流量，这就是涡街流量计测量原理。涡街流量计具有重复性好、测量范围广、压损小、产品构造简单等优点。但是为了保证测量的漩涡频率稳定，流量测量点的上下游都需要有足够长的直管段，对安装条件要求比较高。

涡轮流量计本质上是一种磁生电装置，测量流量时需要将涡轮放置在被测流体中，在流体的冲击下，涡轮会发生转动进而做切割磁感线运动并产生相当的电量。因为产生电量与涡轮转动速度成正比，根据相关计算公式就可以求出流体的流速并转化成流量的测量。涡轮流量计具有测量精度高、结果重复性好、构造简单等优点。但其现场安装时需要进行损管操作，维护难度高，流体流速需保持平稳，而且流体中的杂质也会对其测量精度产生影响，环境适用性低。

电磁流量计的测量原理是法拉第电磁感应定律，通过测量导电流体中的电动势变化间接测出所测流体的流量。安装时不需要进行损管操作，不产生压损，测量过程受杂质影响较低，测量量程比大，实时维修方便。可用于含有杂质颗粒的污染流体流量的测量，例如造纸过程中产生的纸浆等。由于电磁效应的实现要求被测流体具有较高的导电率，因此该种类流量计无法用于气状流体的流量测量，也不能用于低导电率液态流体的流量测量，而且流体温度也会对测量结果形成影响。

超声波流量计测量技术的理论基础为:超声波脉冲信号在流体中传播时，流体的不同速度和状态会对超声波脉冲信号进行不同的调制，对比原始的以及调制后的超声波脉冲信号之间的不同，再根据规律对应关系计算出流体流速数据，进而得出流量信息。超声波流量测量的原理多种多样，例如多普勒法，时差法等，因此流体性质不会限制超声波流量计的现场应用，可应用于多种管径流体流量的测量，其安装方式也允许被用于强腐蚀性、高粘度、易挥发等易燃易爆危险流体的测量。不受电导率的影响，维修方便，可作非接触式流体测量。

各类流量计的性能如表1-1所示。对比分析可知，超声波流量计的各个性能参数都要优于其他流量计，具有良好的适用性，可被应用于石油输送，液化生产、水文测量等多个领域。按照生产、生活等各个领域的需求，当下新型流量测量设备的研发要求为：流量计有较高的量程比，安装时不进行损管操作，可进行非接触式流量测量；测量精度高且可靠性好，不受流体杂质的影响，具有良好的环境适用性；价格低廉，可以满足工业生产的需求。

综上所述，对比新型流量测量设备的研发要求和超声波流量计的性能参数可知，超声波流量计与新型流量测量设备的研发走向是相符的。随着集成电子技术的不断发展以及传感器性能的提升，再加上各种现代化高新技术的改进，超声波流量计将得到长足的发展并拥有更加广阔的应用空间。