关于硫酸流量计的应用及优缺点分析

摘要：本文主要内容是简述关于硫酸流量计的优缺点。从准确度和功能、流速、口径、导电率、流体中是否含有混合物等几个方面阐述了应用概况。

• 应用概况

1. 应用领域

大口径仪表多应用于给排水工程。中小口径仪表常用于固液两相等难测流体或高要求场所。如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液以及钢铁工业高炉风口冷却水控制和监漏。长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径仪表常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。

2. 准确度等级和功能

市场上通用型硫酸流量计的性能有较大差别。有些准确度高、功能多。有些准确度低、功能简单。准确度高的仪表基本误差为（±0.5%～±1%）R。准确度低的仪表则为（±1.5%～±2.5%）R。两者价格相差1～2倍。因此测量准确度要求不高的场所（例如非贸易核算仅以控制为目的。只要求高可靠性和优良重复性的场所）。选用高精度仪表从经济角度考虑是不合算的。
有些型号仪表声称有更高的准确度。基本误差仅（±0.2%～±0.3%）R。但有严格的安装要求和参比条件。例如环境温度为20℃～22℃。前后置直管段长度要求分别大于10D、3D（通常为5D、2D）。甚至提出流量传感器要与前后置直管组成一体在流量标准装置上作实流校准。以减少夹装不善的影响。市场上的硫酸流量计的功能差别也很大。简单的只用于测量单向流量。只输出模拟信号带动后位仪表；多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。

3. 流速、满度流量、范围度和口径

选定仪表口径不一定与管径相同。应视流量而定。流程为工业输送水等黏度不同的液体。管道流速一般是经济流速（1.5～3）m/s。硫酸流量计用在这样的管道上。传感器口径与管径相同即可。硫酸流量计满度流量时液体流速可在（1～10）m/s范围内选用。且范围是比较宽的。上限流速在原理上是不受限制的。然而通常建议不超过 5m/s。除非衬里材料能承受液流冲刷。实际应用很少超过7m/s。超过10m/s则更为罕见。满度流量的流速下限一般为1m/s。有些型号仪表则为0.5m/s。有些新建工程运行初期流量偏低或在流速偏低的管系。从测量准确度角度考虑。仪表口径应改用小管径。以异径管连接。

4. 液体电导率

使用硫酸流量计的前提是被测液体必须是导电的。不能低于阈值（即下限值）。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用。超过阈值即使变化也可以测量。示值误差变化不大。通用型硫酸流量计的阈值在（10-4～5-10 -6S/cm之间。视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间的流量信号线长度及其分布电容。制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。非接触电容耦合大面积电*的仪表。则可测电导率低至5-10-8S/cm的液体。工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm。酸、碱、盐液的电导率在（10-4～10-1S/cm 之间。低度蒸馏水为10-5S/cm 。因此，流量计的使用均不存在问题。但是。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低。认为不能使用。然而实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例。这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液。资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的。实际使用的水溶液可能用工业用水配比。电导率将比查得的要高。也有利于流量测量。

5. 液体中含有混入物

混入成泡状流的微小气泡仍可正常工作。但测得的是含气泡体积的混合体积流量；如气体含量增加到形成弹（块）状流。因电*可能被气体盖住使电路瞬时断开。出现输出晃动甚至不能正常工作的现象。含有非铁磁性颗粒或纤维的固液两相流体同样可测得两相的体积流量。固体含量较高的流体（如钻井泥浆、钻探固井水泥浆、纸浆等）实际上已属非牛顿流体。由于固体在载体液中一起流动。两者之间有滑动。速度上有差别。单相液体校验的仪表用于固液两相流体测量时会产生附加误差。当浆液内有较大颗粒擦过电*表面时。在频率较低的矩形激磁的硫酸流量计中会产生尖峰状浆液噪声。使流量信号不稳。这时就要选用较高频率的仪表或有较强抑制浆液噪声能力的仪表。也可选用市电交流激磁的仪表或双频激磁的仪表。

• 硫酸流量计的优缺点

1. 优点

1. 硫酸流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管。因不易阻塞。适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体。如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。
2. 硫酸流量计不产生因检测流量所形成的压力损失。仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力。节能效果显著。对于要求低阻力损失的大管径供水管道*为适合。
3. 硫酸流量计所测得的体积流量。实际上不受流体密度、黏度、温度、压力和电导率变化的明显影响。
4. 与其他大部分流量仪表相比。前置直管段要求较低。
5. 硫酸流量计测量范围度大。通常为20∶1～50∶1。可选流量范围宽。满度值液体流速可在（0.5～10）m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量。

2. 缺点

1. 硫酸流量计不能测量电导率很低的液体。如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。

（2）通用型硫酸流量计由于受衬里材料和电气绝缘材料的限制。不能用于较高温度的液体；某些型号仪表用于低于室温的液体的测量时。会因测量管外凝露（或霜）而破坏绝缘。

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