超聲波流量計和電磁流量計特點及區(qū)別比較分析

【摘 要】隨著儀器儀表行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多類型的流量計在逐步問世，他們各有各的優(yōu)勢也各有各的缺憾，本文簡單的介紹電磁流量計與超聲波流量計的優(yōu)缺點、及主要區(qū)別。

【關(guān)鍵詞】超聲波流量計;電磁流量計;特點;區(qū)別

一、電磁流量計

1、優(yōu)點

（1）電磁流量計可用來測量工業(yè)導(dǎo)電液體或漿液。

（2）無壓力損失。

（3）測量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5ｍｍ到2.6ｍ。

（4）電磁流量計測量被測流體工作狀態(tài)下的體積流量，測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。

2、缺點

（1）電磁流量計的應(yīng)用有一定局限性，它只能測量導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量，不能測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量，例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。

（2）電磁流量計是通過測量導(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。

（3）供水管道結(jié)垢或磨損改變內(nèi)徑尺寸，將影響原定的流量值，造成測量誤差。如100ｍｍ口徑儀表內(nèi)徑變化1ｍｍ會帶來約2％附加誤差。

（4）變送器的測量信號為很小的毫伏級電勢信號，除流量信號外，還夾雜一些與流量無關(guān)的信號，如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準確測量流量，必須消除各種干擾信號，有效放大流量信號。應(yīng)該提高流量轉(zhuǎn)換器的性能，最好采用微處理機型的轉(zhuǎn)換器，用它來控制勵磁電壓，按被測流體性質(zhì)選擇勵磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。但改進的儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

二、超聲波流量計

1、優(yōu)點

（1）超聲波流量計是一種非接觸式測量儀表，可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會改變流體的流動狀態(tài)，不會產(chǎn)生壓力損失，且便于安裝。

（2）可以測量強腐蝕性介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的流量。

（3）超聲波流量計的測量范圍寬，測量口徑范圍從2cm～5m。

（4）超聲波流量計可以測量各種液體和污水流量。

（5）超聲波流量計測量的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數(shù)的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。

2、缺點

（1）超聲波流量計的溫度測量范圍不高，一般只能測量溫度低于200℃的流體。

（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。

（3）直管段要求嚴格，為前20D，后5D.否則離散性差，測量精度差。

（4）安裝的不確定性，會給流量測量帶來較大誤差。

（5）測量管道因結(jié)垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量顯示。

（6）可靠性、精度等級不高（一般為1.5～2.5級左右），重復(fù)性差。超聲波流量計是通過測量流體速度再乘以管道內(nèi)截面積來確定流量。而該流量計無法直接測量內(nèi)徑和管道圓度，只能根據(jù)外徑、壁厚按標準圓估算截面積，由此帶來的不確定性已超過1％，因此精度受到限制。

（7）使用壽命短（一般精度只能保證二年）。

三、超聲波流量計和電磁流量計的主要區(qū)別

1、介質(zhì)不同

超聲波流量計的流量測量準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。

電磁流量計不能測量導(dǎo)電率很低的液體，如石石油制品和有機溶劑等。通用型電磁流量計由于里襯材料限制，不能測量溫度較高液體。電磁流量計是通過測量導(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。

2、準確度不同

超聲波流量計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，當流體溫度變化時，流體密度是變化的，人為設(shè)定密度值，不能保證質(zhì)量流量的準確度。只能在測量流體速度的同時，又測量了流體密度，才能通過運算，得到真實質(zhì)量流量值。

超聲波流量計和電磁流量計的測量媒介不同，超聲波是采用聲波，頻率很低，超聲波頻率20KHz-100KHz，雷達是采用2.4GHz 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。

3、安裝、維護、檢定成本不同

超聲波流量計適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價基本上與管徑無關(guān)。對于大型管道不僅帶來方便， 可認為在無法實現(xiàn)實流校驗的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。超聲流量計可作非接觸測量。夾裝式換能器超聲流量計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。這是超聲流量計在工業(yè)用流量儀表中具有的獨特優(yōu)點，因此可作移動性(即非定點固定安裝)測量，適用于管網(wǎng)流動狀況評估測定超聲流量計為無流動阻撓測量，無額外壓力損失。

電磁流量計的安裝與調(diào)試比其它流量計復(fù)雜，且要求更嚴格。 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，從安裝地點的選擇到具體的安裝調(diào)試， 必須嚴格按照產(chǎn)品說明書要求進行。安裝地點不能有振動，不能有強磁場。在安裝時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，必須排盡測量管中存留的氣體，否則會造成較大的測量誤差。電磁流量計需要在有電導(dǎo)率的液體條件下安裝，而且一般電磁流量計的安裝必須截管安裝，但是電磁流量計的特點是在符合條件的現(xiàn)場條件下準確度高。電磁流量計拆卸麻煩，必須要求工藝停車，拆卸送檢麻煩，如果是0.5％準確度按國家計量檢定規(guī)程每半年需檢定一次。

四、結(jié)語

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