對化工行業流量儀表選型的探討

王俊+王浩兵

摘 要：流量儀表又稱為流量計，是化工領域應用廣泛的儀表種類之一，主要應用于化業生產過程中液體物料和能源的計量。流量儀表種類非常多，本文就流量儀表的分類和用途做簡單的介紹，探討化工行業流量儀表的選型。

關鍵詞：化工行業；流量儀表；選型；探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.012

0 引言

所謂化工行業就是從事化學工業生產和從事化學開發的單位的總稱，范圍極其廣泛，粗略的分化――其包括基本無機化學工業、石油化學工業，精細化學工業。在我們的生活中衣食住行都或多或少的含有化工行業的產品，比如路上跑的汽車所需的動力也是石油的提取物等。隨著經濟的發展，化學工業種類增多，工藝也越來越復雜，產品種類多樣化，生產中所排放的污染物種類和數量也隨之加大，毒性增強，因此，化工產品在加工、儲存、使用和廢棄物處理等各個環節都有可能產生大量有毒物質從而危害到人類的身體健康，影響到人類的生存環境。所以，化學工業發展不能以犧牲生態環境為代價，需要走可持續發展道路。本文就在化工行業如何選擇流量儀表的型號進行探討。

1 流量計的分類及其作用

流量計是一種常用的測量儀器，流量計的測量精準度高、穩定性好、使用方便在很多的領域當中都有一定的應用。按作用效果的不同，流量計可以大致的分為電磁流量計、渦輪流量計、差壓流量計、超聲流量計、容積流量計等幾類。電磁流量計的作用顧名思義就是測量流體在電磁場的作用下，通過測量電壓可獲得的流體速度。具體操作是將要測量的流體注入容器內，但是如果管內沒有移動部件，就不受流體影響即儀器沒法讀出你想要的數據；如果管內的流體滿管時，此時測得流體的導電性是最準確，最可信的。所以根據電磁流量計的特點它更適用于測量流體的導電性，測量各種酸、堿、鹽等腐蝕液體；各種易燃，易爆介質；各種工業污水，紙漿，泥漿等，而不能用于它來測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體，電導率低的液體介質，高溫高壓流體等。差壓流量計相比于其他流量計而言，是最普通的一種流量儀表，它的組成包括節流裝置、導壓器和差壓計三部分。差壓就是利用氣體，液體的壓力來獲得數據。它的用途比電磁流量計更為廣泛，差壓流量計可適用于測量液體和氣體的流速，但是它的缺點就是如果發生堵塞，它就會影響壓力的測量，直接影響其準確性，所以說它的準確性取決于差壓流量計自身。渦輪流量計的工作原理是當流體流經渦輪流量計時，流體使渦輪的轉子轉動，轉子的轉動速度取決于所測物體的速度，然后通過轉子感受到的流體的平均流速進而推測出所測物的流量。渦輪流量計與差壓流量計相比也可能由于發生堵塞產生壓力丟失，同樣渦輪流量計與電磁流量計相比也需要有移動部件。所以渦輪流量計最主要用于管道介質流體的流量測量。其特點使壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎是不會受到影響。本文就著重介紹電磁流量計和渦輪流量計兩種。

2 流量計的選型

就上文中所提到的電磁流量計和渦輪流量計進行選型的詳述。

2.1 電磁流量計的選型

電磁流量計目前仍是漿液流體測量的主要測量儀器。我們分別從它的勵磁方式、內部材料和結構、電極及電極的清洗問題這三方面進行選型。勵磁方式 在我國70、8.年代使用較多的是工頻交流勵磁，但是交流勵磁易受到電磁感應、靜電耦合等多方面因素的干擾，穩定性極差、可靠性不好等缺點現已極少采用。隨著我國科學的飛速發展，目前我國選型的勵磁方式是低頻矩形波勵磁，它不再受到電磁感應，靜電耦合等多方面的影響，而是根據工頻同步采樣，動態校零等技術提高了它的穩定性和可靠性。對于電導率較低或者存在嚴重固液兩相流漿干擾的特殊情況宜采用雙頻矩形波。內部材料與結構 近年來化工企業的興起，許多化學材料被發現并使用。我國電磁流量計的內部材料主要采用的是聚四氟乙烯系列的高分子材料、各類橡膠、玻璃鋼、還有就是耐磨性和耐腐蝕性很好的無機材料。使用這些材料的目的就是使電極處的泄露減少到最低。內部結構采用的是加濕加壓、灌注特氟隆或者采用最常見的鉑金電極與金屬陶瓷直接燒制而成的產品。

2.2 渦輪流量計的選型

隨著科學的發展，我國渦輪流量計的檢測方式也經歷了從熱絲式、熱敏式逐步發展到應力式、磁敏式和差動開關電容式、超聲波式的歷程。對于渦輪流量計的選型方式主要從介質的溫度、測量環境、測量范圍和適用性的問題進行選型。中高溫介質的測量 由于科學的限制，原來采用的壓電應力式渦輪流量計因為不能長期應用在300攝氏度的狀態下，它絕緣阻抗的溫度會由常溫下的10兆歐到100兆歐，它會極具下降和升高，因此導致輸出的信號變弱，所以對于這種情況宜采用磁敏式結構。測量環境問題 由于大多是野外作業，作業現場環境復雜，設計時應注意除了常規的溫濕度、氣氛條件外，還應特別注意電磁干擾情況。在強干擾條件下，不僅僅是磁敏式、壓電應力式等儀表不能正常工作或是不能準確的測量。流逮范圍 渦輪流量計可以說是測量范圍較大的的儀表。但是仍然受到自身的影響，介質流速較低，旋渦的強度，旋渦旋轉速度低等都可能引起傳感元件的傳遞信號弱。

3 結語

現今的大類儀表中，流量儀表是過程自動化儀表的代表之一，在冶金、石油、環境保護、交通、化工以及日常生活所需等各個國民經濟領域都被廣泛使用。接續上文，要能在化工裝置中有效切正確的使用流量計測發和對應的儀表，首先要熟悉并掌握儀表本身和生產過程的流體特性這塊的技術，與此同時，經濟因素也作為不可忽略的外部因素存在著，需要納入考慮。綜述而言，大致分為五個大方面的因素：性能要求、安裝要求、流體特性、環境區域和經濟條件。不同的測量方式或者流量計是針對不同的流體情況而設計，使用時需要考慮到各方因素。

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作者簡介：王?。?975-），男，陜西戶縣人，助理工程師，研究方向：儀表自控。