關于硫酸流量計的應用及優缺點分析

摘要：本文主要內容是簡述關于硫酸流量計的優缺點。從準確度和功能、流速、口徑、導電率、流體中是否含有混合物等幾個方面闡述了應用概況。

• 應用概況

1. 應用領域

大口徑儀表多應用于給排水工程。中小口徑儀表常用于固液兩相等難測流體或高要求場所。如測量造紙工業紙漿液和黑液、有色冶金業的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業的強腐蝕液以及鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制和監漏。長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制。小口徑、微小口徑儀表常用于醫藥工業、食品工業、生物工程等有衛生要求的場所。

2. 準確度等級和功能

市場上通用型硫酸流量計的性能有較大差別。有些準確度高、功能多。有些準確度低、功能簡單。準確度高的儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）R。準確度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）R。兩者價格相差1～2倍。因此測量準確度要求不高的場所（例如非貿易核算僅以控制為目的。只要求高可靠性和優良重復性的場所）。選用高精度儀表從經濟角度考慮是不合算的。
有些型號儀表聲稱有更高的準確度。基本誤差僅（±0.2%～±0.3%）R。但有嚴格的安裝要求和參比條件。例如環境溫度為20℃～22℃。前后置直管段長度要求分別大于10D、3D（通常為5D、2D）。甚至提出流量傳感器要與前后置直管組成一體在流量標準裝置上作實流校準。以減少夾裝不善的影響。市場上的硫酸流量計的功能差別也很大。簡單的只用于測量單向流量。只輸出模擬信號帶動后位儀表；多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。

3. 流速、滿度流量、范圍度和口徑

選定儀表口徑不一定與管徑相同。應視流量而定。流程為工業輸送水等黏度不同的液體。管道流速一般是經濟流速（1.5～3）m/s。硫酸流量計用在這樣的管道上。傳感器口徑與管徑相同即可。硫酸流量計滿度流量時液體流速可在（1～10）m/s范圍內選用。且范圍是比較寬的。上限流速在原理上是不受限制的。然而通常建議不超過 5m/s。除非襯里材料能承受液流沖刷。實際應用很少超過7m/s。超過10m/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為1m/s。有些型號儀表則為0.5m/s。有些新建工程運行初期流量偏低或在流速偏低的管系。從測量準確度角度考慮。儀表口徑應改用小管徑。以異徑管連接。

4. 液體電導率

使用硫酸流量計的前提是被測液體必須是導電的。不能低于閾值（即下限值）。電導率低于閾值會產生測量誤差直至不能使用。超過閾值即使變化也可以測量。示值誤差變化不大。通用型硫酸流量計的閾值在（10-4～5-10 -6S/cm之間。視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉換器間的流量信號線長度及其分布電容。制造廠使用說明書中通常規定電導率相對應的信號線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表。則可測電導率低至5-10-8S/cm的液體。工業用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm。酸、堿、鹽液的電導率在（10-4～10-1S/cm 之間。低度蒸餾水為10-5S/cm 。因此，流量計的使用均不存在問題。但是。石油制品和有機溶劑電導率過低就不能使用。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低。認為不能使用。然而實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的實例。這類雜質對增加電導率有利。對于水溶液。資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的。實際使用的水溶液可能用工業用水配比。電導率將比查得的要高。也有利于流量測量。

5. 液體中含有混入物

混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作。但測得的是含氣泡體積的混合體積流量；如氣體含量增加到形成彈（塊）狀流。因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時斷開。出現輸出晃動甚至不能正常工作的現象。含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液兩相流體同樣可測得兩相的體積流量。固體含量較高的流體（如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等）實際上已屬非牛頓流體。由于固體在載體液中一起流動。兩者之間有滑動。速度上有差別。單相液體校驗的儀表用于固液兩相流體測量時會產生附加誤差。當漿液內有較大顆粒擦過電極表面時。在頻率較低的矩形激磁的硫酸流量計中會產生尖峰狀漿液噪聲。使流量信號不穩。這時就要選用較高頻率的儀表或有較強抑制漿液噪聲能力的儀表。也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。

• 硫酸流量計的優缺點

1. 優點

1. 硫酸流量計的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管。因不易阻塞。適用于測量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體。如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。
2. 硫酸流量計不產生因檢測流量所形成的壓力損失。儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力。節能效果顯著。對于要求低阻力損失的大管徑供水管道*為適合。
3. 硫酸流量計所測得的體積流量。實際上不受流體密度、黏度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響。
4. 與其他大部分流量儀表相比。前置直管段要求較低。
5. 硫酸流量計測量范圍度大。通常為20∶1～50∶1。可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在（0.5～10）m/s內選定。有些型號儀表可在現場根據需要擴大和縮小流量。

2. 缺點

1. 硫酸流量計不能測量電導率很低的液體。如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。

（2）通用型硫酸流量計由于受襯里材料和電氣絕緣材料的限制。不能用于較高溫度的液體；某些型號儀表用于低于室溫的液體的測量時。會因測量管外凝露（或霜）而破壞絕緣。

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