BROOKS流量(liang)計和超聲(sheng)波流量(liang)計基本(ben)性能的(de)比較

　　BROOKS流(liu)量(liang)計和(he)超聲(sheng)波流(liu)量(liang)計這(zhe)兩種高(gao)新技(ji)術(shu)產品的發展迅速，系列越(yue)來(lai)(lai)越(yue)多，用(yong)途越(yue)來(lai)(lai)越(yue)廣，二者(zhe)之間(jian)的選擇也(ye)越(yue)來(lai)(lai)越(yue)多，由于二者(zhe)之間(jian)之間(jian)的性(xing)(xing)價比很(hen)相似，可比性(xing)(xing)很(hen)強(qiang)，很(hen)多用(yong)戶(hu)在二者(zhe)之間(jian)選擇時(shi)猶豫不定。對這(zhe)兩種流(liu)量(liang)計的基(ji)本原理(li)特(te)性(xing)(xing)和(he)基(ji)本技(ji)術(shu)性(xing)(xing)能進(jin)行分析和(he)比較，說(shuo)明了儀表(biao)選型應從性(xing)(xing)能要求、流(liu)體特(te)性(xing)(xing)、安裝要求、環境條件和(he)費用(yong)這(zhe)五(wu)方面(mian)因(yin)素(su)進(jin)行綜合考慮，供選擇和(he)使(shi)用(yong)者(zhe)參考。

　　1.前言

　　在《流量(liang)測量(liang)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)和儀(yi)(yi)表(biao)(biao)(biao)選用(yong)》一書(shu)中(zhong)說：“有人調查美國裝(zhuang)用(yong)的千余臺(tai)流量(liang)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)(biao)，發現約 60%所(suo)選擇的測量(liang)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)不是合(he)適的或使用(yong)不正確(que)，這60%中(zhong)的約60%雖然采(cai)用(yong)了合(he)適的測量(liang)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)，卻錯誤的布置和安裝(zhuang)，由此可見正確(que)選擇和使用(yong)流量(liang)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)(biao)并(bing)非(fei)易事(shi)"。書(shu)中(zhong)又說：“要(yao)正確(que)和地選擇測量(liang)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)和儀(yi)(yi)表(biao)(biao)(biao)，必(bi)須熟(shu)悉(xi)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)(biao)和使用(yong)流體特(te)性這兩方(fang)(fang)(fang)面(mian)，同時還(huan)要(yao)考慮經濟因素(su)。歸納起來有五個方(fang)(fang)(fang)面(mian)的因素(su)，即(ji)(ji)性能要(yao)求(qiu)、流體特(te)性、安裝(zhuang)要(yao)求(qiu)、環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)和費用(yong)，即(ji)(ji)使經驗豐富的工程師，綜合(he)這些因素(su)提出較優方(fang)(fang)(fang)案亦非(fei)易事(shi)"。

　　從(cong)原則上講，適合的(de)(de)流(liu)量(liang)計(ji)就(jiu)是好的(de)(de)流(liu)量(liang)計(ji)。如果(guo)只需知道管道中的(de)(de)流(liu)體(ti)是否正常流(liu)動(dong)，如果(guo)沒有測(ce)量(liang)**度的(de)(de)要求，就(jiu)可(ke)以選擇價格低(di)廉使用可(ke)靠成本較低(di)的(de)(de)流(liu)量(liang)計(ji)即可(ke)。但(dan)對(dui)測(ce)量(liang)**度要求很高，用于(yu)特(te)殊(shu)介質(zhi)或特(te)殊(shu)工作條件、差價不(bu)大、可(ke)比(bi)性(xing)(xing)較強的(de)(de)流(liu)量(liang)計(ji)，選擇起來(lai)就(jiu)不(bu)那么容易了，本文將對(dui)電磁流(liu)量(liang)計(ji)和超聲波流(liu)量(liang)計(ji)這兩種可(ke)比(bi)性(xing)(xing)很強的(de)(de)流(liu)量(liang)計(ji)，通過基本原理特(te)性(xing)(xing)和基本技術(shu)性(xing)(xing)能的(de)(de)比(bi)較和淺(qian)析，來(lai)闡述在選擇時應該注意的(de)(de)一些地方。

　　2.電磁流量(liang)計和超聲(sheng)波流量(liang)計的(de)基本技(ji)術性能(neng)比(bi)較電磁流量(liang)計和超聲(sheng)波流量(liang)計基本技(ji)術性能(neng)比(bi)較見表(biao)1。

　　表1 中兩種流量(liang)計的(de)(de)基本技術性(xing)能有(you)(you)些比(bi)較直觀易解(jie)，需要(yao)說明的(de)(de)是確定(ding)流量(liang)計**度的(de)(de)參考(kao)流動條件(jian)和這兩種流量(liang)計的(de)(de)特性(xing)。因為無論采用那種確定(ding)流量(liang)計**度的(de)(de)方法，都必(bi)須溯源(yuan)到原始(shi)標準(zhun)的(de)(de)**度，而(er)原始(shi)標準(zhun)的(de)(de)**度又是建(jian)立在有(you)(you)關標準(zhun)規定(ding)的(de)(de)參考(kao)流動條件(jian)下(xia)確定(ding)的(de)(de)。

　　BROOKS流量計一書中全(quan)面歸納出(chu)“參比"（編(bian)注：參考文獻[5]）流動條件的含義是：

　　(1)具有充分發(fa)展的層流或紊(wen)流的速度分布，無旋渦并且是與軸對(dui)稱(cheng)的（圍繞管道的中心軸線是對(dui)稱(cheng)的）。

　　(2)為牛(niu)頓流(liu)體。

　　(3)為(wei)充(chong)滿圓(yuan)管(guan)的均勻單向流體。

　　(4)為定常流。

　　(5)對于(yu)因溫(wen)度(du)、壓力變化所引起的尺(chi)寸變化或其它已(yi)知(zhi)系統誤差，已(yi)進行了流量計(ji)算的校(xiao)正。

　　如果現場流(liu)動(dong)(dong)(dong)條(tiao)(tiao)件偏(pian)離(li)了(le)參比流(liu)動(dong)(dong)(dong)條(tiao)(tiao)件，就會給測量(liang)帶(dai)來(lai)附加誤差，偏(pian)離(li)參比流(liu)動(dong)(dong)(dong)條(tiao)(tiao)件的(de)因素叫影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)。速(su)度(du)分布的(de)失常，非均相流(liu)，脈動(dong)(dong)(dong)流(liu)和氣穴是(shi)影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)各種(zhong)流(liu)量(liang)計測量(liang)特性(xing)的(de)四個主(zhu)要影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)。一種(zhong)影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)所造成的(de)誤差程(cheng)度(du)與該流(liu)量(liang)計對這(zhe)種(zhong)影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)的(de)敏(min)感度(du)，以(yi)及是(shi)否能進行(xing)流(liu)量(liang)計算(suan)的(de)修正有(you)關。

　　在各種(zhong)影(ying)響(xiang)(xiang)量中，速(su)度分(fen)(fen)布(bu)是重要的(de)(de)(de)(de)，也(ye)是較少被人理(li)解的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)影(ying)響(xiang)(xiang)量。旋(xuan)流(liu)(liu)、非(fei)牛(niu)頓流(liu)(liu)體和軸向不對(dui)稱的(de)(de)(de)(de)速(su)度分(fen)(fen)布(bu)對(dui)流(liu)(liu)量計特性的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，不僅(jin)是難以分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)，而且在實驗室(shi)中也(ye)很難再現。要弄清速(su)度分(fen)(fen)布(bu)對(dui)流(liu)(liu)量計特性的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，首(shou)先要了解與速(su)度分(fen)(fen)布(bu)有關的(de)(de)(de)(de)術語涵義。

　　(1)速度(du)分布(bu)：在管道橫截面積上流體速度(du)軸(zhou)向矢量的(de)分布(bu)模式。

　　(2)充分(fen)發展的(de)速度(du)分(fen)布：一(yi)種一(yi)經形成則從流體流動的(de)一(yi)個橫截面(mian)積到另一(yi)個橫截面(mian)積不會發生(sheng)變(bian)化的(de)速度(du)分(fen)布，它通常是在足夠長的(de)管道直管段末端形成。

　　所以(yi)在確定流量(liang)計(ji)**度時，都必須是在同(tong)一標(biao)準(zhun)狀態下進(jin)行(xing)才具有可比(bi)(bi)性。下面分(fen)別將電磁流量(liang)計(ji)和(he)超聲波(bo)流量(liang)計(ji)的基(ji)本特性進(jin)行(xing)對比(bi)(bi)說明。

　　3.BROOKS流量計的基本特性

　　BROOKS流(liu)量計的優點(dian)(dian)得以充分發揮，缺點(dian)(dian)和局限性(xing)得以彌(mi)補和改進。其優點(dian)(dian)是：

　　(1)傳(chuan)感器(qi)結構(gou)簡單，無活動部件(jian)(jian)和阻礙流體(ti)流動的擾動件(jian)(jian)，不會發生管(guan)道堵塞。可以(yi)測量污水、泥漿(jiang)、懸浮物，也可測量食品、藥漿(jiang)類需要衛生條件(jian)(jian)的流體(ti)。無壓(ya)力損失(shi)，即使是大口徑耗電量也僅有(you) 20 瓦左右，屬于節能環保性(xing)儀(yi)表。

　　(2)轉(zhuan)換器通用(yong)性(xing)強、工作可靠、具(ju)有互換性(xing)、功(gong)能(neng)具(ju)有多(duo)(duo)(duo)樣(yang)(yang)性(xing)、可選擇性(xing)、顯示(shi)和輸出方式多(duo)(duo)(duo)種多(duo)(duo)(duo)樣(yang)(yang)。可以適用(yong)不同用(yong)戶的需(xu)要，特別(bie)是智能(neng)型電(dian)磁流量計，具(ju)有可編(bian)程(cheng)的輸出功(gong)能(neng)，各種數字(zi)通信方式，小信號可予切(qie)除，具(ju)有自檢(jian)和自診斷功(gong)能(neng)，可方便地(di)進行參數設定(ding)、編(bian)程(cheng)等。性(xing)能(neng)穩定(ding)、可靠、檢(jian)修簡便。

　　(3) BROOKS流(liu)量(liang)計(ji)有多種選擇(ze)，可(ke)適應不同的(de)(de)介質，耐(nai)磨損、耐(nai)腐蝕(shi)。測量(liang)信號不受流(liu)體密度、粘度、溫(wen)度、壓(ya)力(li)和電導率(lv)變化(hua)的(de)(de)影響。采用沉浸結構(gou)可(ke)在水下工作(zuo)。采用防爆性，可(ke)以在相應的(de)(de)有爆炸危險的(de)(de)場(chang)所(suo)工作(zuo)。

　　(4)測量(liang)范(fan)圍度(du)寬(kuan),從原理(li)上講，它的流量(liang)方程式是(shi)(shi)線(xian)性的，每個(ge)量(liang)程中可(ke)以達(da)到線(xian)性范(fan)圍 50：1。對于(yu)同一臺表(biao)，可(ke)以達(da)到的測量(liang)范(fan)圍度(du) 2500：1，這是(shi)(shi)其它流量(liang)計的。

　　它(ta)的(de)缺點(dian)是不能測(ce)量(liang)氣(qi)體、蒸汽和含有(you)大(da)量(liang)氣(qi)泡的(de)液(ye)體，不能測(ce)量(liang)石油(you)及其制(zhi)品等不導電液(ye)體，受襯里(li)材料和電氣(qi)絕緣材料的(de)溫(wen)度(du)限(xian)(xian)制(zhi)，目前(qian)不能測(ce)量(liang)高(gao)溫(wen)流體（有(you)的(de)廠家(jia)限(xian)(xian)定200℃以下(xia)，有(you)的(de)是 150℃以下(xia)）。

　　4.BROOKS流量(liang)計的基本特性

　　BROOKS流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)在流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)中(zhong)的傳輸速度要受到(dao)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)向及流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速的影響，或者流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)中(zhong)顆粒(li)的移動會對超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)束的頻率或相(xiang)位造成影響，這些現(xian)象都(dou)可以用(yong)來測量流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速（流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量），從而造成超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)。BROOKS流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)只有液體(ti)(ti)用(yong)超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)發(fa)展到(dao)現(xian)在也(ye)有了氣體(ti)(ti)超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)。隨著電子技術的飛速發(fa)展，該產品的性能(neng)和應用(yong)范圍也(ye)有了很大提高，其主要優點是：