超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)的主要區(qū)別

4.1 介質(zhì)不同超聲波流量計(jì)的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。電磁流量計(jì)不能測量導(dǎo)電率很低的液體，如石石油制品和有機(jī)溶劑等。通用型電磁流量計(jì)由于里襯材料限制，不能測量溫度較高液體。電磁流量計(jì)是通過測量導(dǎo)電液體的速度確定工作狀態(tài)下的體積流量。按照計(jì)量要求，對于液態(tài)介質(zhì)，應(yīng)測量質(zhì)量流量，測量介質(zhì)流量應(yīng)涉及到流體的密度，不同流體介質(zhì)具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態(tài)下的體積流量是不合適的。

4.2 準(zhǔn)確度不同超聲波流量計(jì)是通過測量流體速度來確定體積流量，對液體應(yīng)該測量它的質(zhì)量流量，儀表測量質(zhì)量流量是通過體積流量乘以人為設(shè)定的密度后得到的，當(dāng)流體溫度變化時(shí)，流體密度是變化的，人為設(shè)定密度值，不能保證質(zhì)量流量的準(zhǔn)確度。只能在測量流體速度的同時(shí)，又測量了流體密度，才能通過運(yùn)算，得到真實(shí)質(zhì)量流量值。從超聲波流量計(jì)在國內(nèi)市場使用的經(jīng)驗(yàn)來看，目前所存在的缺點(diǎn)主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁和換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，另外不足的是高溫下被測流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前中國的超聲波流量計(jì)只能用于測量200℃以下的流體。超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)的測量媒介不同，超聲波是采用聲波，頻率很低，超聲波頻率20 KHz~100 KHz, 雷達(dá)是采用2.4 GHz 級別的電磁波，超聲波的限制性比較大，很容易受到其它鐵制物體的干擾，另外頻率低，衰減大，測量范圍小，應(yīng)用的面比較窄，常用在大口徑的水管線的流量測量和明渠類流量計(jì)測液位來換算成流量。也有用在固體料倉上的。電磁的頻率高，衰減小，如果加上導(dǎo)波管測量范圍可以很大，用在儲(chǔ)罐上比較多。但是需要注意介電常數(shù)，介電常數(shù)太小的介質(zhì)沒法測或測量范圍很小。由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測量電路阻抗之間有一定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。當(dāng)被測介質(zhì)的電導(dǎo)率約為10 Ω/cm時(shí)就開始產(chǎn)生困難，電導(dǎo)率更低時(shí)就產(chǎn)生原理性困難。當(dāng)電導(dǎo)率為10 Ω/cm時(shí)，就達(dá)到導(dǎo)電介質(zhì)和電介質(zhì)之間的“分界線”，熱噪聲電平隨內(nèi)阻的增大而顯著增加。高精度超聲流量計(jì)均為多聲道或管段式，中、小口徑管段式超聲流量計(jì)通常都做實(shí)流標(biāo)定，具有0.5%準(zhǔn)確度。目前廣泛使用的國產(chǎn)單聲道超聲流量標(biāo)稱精度為1%，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于現(xiàn)場管道的內(nèi)徑、壁厚、圓度都無法測量等諸多因素會(huì)使測量準(zhǔn)確度超出標(biāo)稱準(zhǔn)確度許多，對供水行業(yè)的計(jì)量來說，超聲波流量計(jì)的實(shí)際測量誤差能控制在3%以內(nèi)就算高準(zhǔn)確度了。

4.3 安裝維護(hù)檢定成本不同超聲波流量計(jì)適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價(jià)本上與管徑無關(guān)。對于大型管道不僅帶來方便，可認(rèn)為在無法實(shí)現(xiàn)實(shí)流校驗(yàn)的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。超聲流量計(jì)可作非接觸測量。夾裝式換能器超聲流量計(jì)可無需停流截管安裝,只要在既設(shè)管道外部安裝換能器即可。這是超聲流量計(jì)在工業(yè)用流量儀表中具有的*優(yōu)點(diǎn)，因此可作移動(dòng)性(即非定點(diǎn)固定安裝)測量，適用于管網(wǎng)流動(dòng)狀況評估測定超聲流量計(jì)為無流動(dòng)阻撓測量，無額外壓力損失。流量計(jì)的儀表系數(shù)是可從實(shí)際測量管道及聲道等幾何尺寸計(jì)算求得的，既可采用干法標(biāo)定，除帶測量管段式外一般不需作實(shí)流校驗(yàn)。超聲波流量計(jì)主要是管外安裝和插入式安裝，簡單方便，可在線拆卸，維護(hù)時(shí)不需要工藝停車，不影響生產(chǎn)，檢定費(fèi)用低，按國家計(jì)量檢定規(guī)程每

3 年檢定一次。電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試比其它流量計(jì)復(fù)雜，且要求更嚴(yán)格。變送器和轉(zhuǎn)換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種不同型號的儀表配用。在安裝變送器時(shí)，從安裝地點(diǎn)的選擇到具體的安裝調(diào)試，必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書要求進(jìn)行。安裝地點(diǎn)不能有振動(dòng)，不能有強(qiáng)磁場。在安裝時(shí)必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測流體等電位。在使用時(shí)，必須排盡測量管中存留的氣體，否則會(huì)造成較大的測量誤差。電磁流量計(jì)需要在有電導(dǎo)率的液體條件下安裝，而且一般電磁流量計(jì)的安裝必須截管安裝，但是電磁流量計(jì)的特點(diǎn)是在符合條件的現(xiàn)場條件下準(zhǔn)確度高。電磁流量計(jì)拆卸麻煩，必須要求工藝停車，拆卸送檢麻煩，如果是0.5%準(zhǔn)確度按國家計(jì)量檢定規(guī)程每半年需檢定一次。4.4 干擾來源不同干擾了超聲波工作，就是干擾了超聲波流量計(jì)工作。干擾超聲波工作的主要因素有溫度的劇烈變化和雜波的干擾，或管道內(nèi)有特定角度的旋流或者結(jié)構(gòu)使得流量計(jì)發(fā)射出的超聲波不能有效的回收。電化學(xué)極化電勢干擾是由于電極感生電動(dòng)勢在兩極極性不同而導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面極化產(chǎn)生。雖然采用正負(fù)交變勵(lì)磁磁場能顯著減弱極化電勢的數(shù)量級，但不能根本上*消除極化電勢干擾。其特性于流體介質(zhì)的性質(zhì)、電極材料性質(zhì)電極的外形尺寸形狀有關(guān)，具有變化緩慢，數(shù)量級不大等特點(diǎn)。因此選擇合適的電極材料，設(shè)計(jì)*的電極形狀的尺寸是減小極化電勢的有效方法之

一。另外采用正負(fù)兩極性交變的矩形波勵(lì)磁技術(shù)配合微處理器同步寬脈沖采樣技術(shù)，到用微處理器運(yùn)算功能前后兩次采樣值相減消除流量信號電勢中的極化電勢干擾。工頻干擾噪聲是由電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組和流體、電極、放大器輸入回路的電磁耦合，另外電磁流量計(jì)工作現(xiàn)場的工頻共模干擾，其三供電電源引入的工頻串模干擾等，其產(chǎn)生的物理機(jī)理均是電磁感應(yīng)原理。首先就電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組和流體、電極、放大器輸入回路的電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾對電磁流量計(jì)工作影響zui大，而且在不同的勵(lì)磁技術(shù)下其表現(xiàn)的形態(tài)、特性不同，因而采取抗干擾措施也不同。解決電磁流量計(jì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，可采用新型HCMOS系列芯片技術(shù)和微處理器系統(tǒng)電源電壓監(jiān)視技術(shù)。

5 結(jié)語

綜合以上論述，

超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)在不同的環(huán)境下各有優(yōu)勢。在小成本作業(yè)，對測量準(zhǔn)確度要求不高的情況下，宜多使用超聲波流量計(jì)在安裝、維護(hù)資金充足，對測量準(zhǔn)確度要求高的情況下，應(yīng)多采用電磁流量計(jì)。當(dāng)然，計(jì)量檢測人員要認(rèn)真考察工作環(huán)境中對流量計(jì)的干擾來源，并采取有效的抗干擾措施。