超声波流量计主要由超声波发生器、超声波接收器、电子线路、流量显示、累积系统几大部分构成。其中,超声波发生器主要用于产生超声波并将其发射到流体中;超声波接收器主要用于接受通过流体后的超声波;超声波被接收到后经电子线路的放大、转换等处理后以电信号的形式将流量传送给显示屏并将结果显示出来;累积系统完成流量的累加计算。
超声波流量计通过检测流体流动对超声波产生的影响来对液体流量进行测量,其利用的是“时差法”。首先,使用探头1发射信号,信号穿过管壁1、流体、管壁2后被另一侧的探头2接收到,在探头1发射信号的同时探头2也发出同样的信号,经过管壁2、流体、管壁1后被探头1接收到,由于流速的存在使得两时间不等,存在时间差,因此根据时间差便可求得流速,进而得到流量值。
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律的原理来工作的,具有导电性能的导体在磁场中做切割磁力线运动时,在其上、下游会产生感应电动势,方向按照右手定则。所以一般电磁流量计的应用场合,对流体的电导率有一定的要求,应用过程中以5us/cm作为分界线。主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。包括酸、碱、盐等强腐蚀性的液体。电磁流量计广泛应用于石油化工、钢铁冶金、给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水总量控制、造纸、医药、食品等工、农业部门的生产工艺过程流量测量和控制;适用于导电液体的总量计量。
电磁流量计和超声波流量计都属于速度式流量计,所有其精度的受影响因素都包括:流体的絮流情况(流体是否均匀分布),衬里内垢。
1、流体的絮流引起的误差:
液体在管道内流速V为轴对称分布时,且在均匀磁场中,流量计电极上所产生的电动势的大小与流体的流速分布无关,与流体的平均流速成正比,否则对电极所产生的感应电动势就不同,所以,必须选择流体流速扰流尽量小的测量管段安装电磁流量计,避免不必要的误差。
2、衬里内垢引起的误差:
在化工企业、水处理企业、就是平时生活用水的计量仪表,我们经常看到起内壁附着一层水垢或化学污层,不要小看这薄薄的一层,其可以改变电磁流量计的电动势偏差,进而产生零点错位。所以我们经常看到一些污水处理厂,为了提高其计量精度,经常去清洗插入电磁流量计的电极。
就目前而言,电磁流量计在流体计量、节能检测等行业还是占有主导市场的作用,随着电子芯片技术和计算机运算效率的提高,逐渐有被超声波流量计替代的趋势。
由于超声波流量计利用超声波对流体的流量进行测量,因此其不仅可以测量常规管道流量,还可以测量不易观察、不易接触的管道的流量,其不仅可以测量常规流体流量,还可对具有强腐蚀性、放射性、易燃、易爆等特点的流体进行流量的测量。
超声波测流体流量的范围如此之广,但其也有缺点所在。超声波流量计对所测流体的温度范围有所限制,目前我国的超声波流量计仅可用于200℃以下流体的测量,而且超声波流量计的测量线路相当复杂,若需测量结果准确度为1%,则对声速的测量准确度需达到10-5~10-6数量级,对测量线路要求较高。