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如何正確選擇流量傳感器

2013-09-01

影響流量傳感器的因素較多,原理有十余種,類型不少于200種,有人對美國現場千余臺流量傳感器進行了調查,發現其中60%所選擇的方法不太合適,而即使選擇的方法合適,又有約一半以上在安裝和布局上有問題。正確選擇,并非易事。歸納起來,正確選擇流量傳感器取決于六個因素:傳感器技術參數、流體特性、流動的狀態、安裝、環境、經濟性。    一、傳感器技術參數    總量、流量 總量(單位為m3或k g),多用于貿易核算,準確度居于首位。流量(瞬時量單位為m3/h,k g/h),多用于流程工業,是控制系統的信息源頭,重復性是首位。連續,開關 一般流量傳感器的輸出為連續量,而開關量可用于簡單的二位式控制或設備保護,要求可靠性良好。     準確度 準確度不僅取決傳感器本身,還取決于校驗系統,是外加特性。要說明在什么流量范圍內的準確度,如果用于控制系統,還應考慮與整個系統準確度相匹配。注意:廠家注明的誤差是%Fs(上限);還是%RD(測值)。   


重復性 重復性是指環境條件介質參數不變時,對某一流量值多次測量的一致性,是傳感器本身的特征。在流程工業控制系統中,重復性往往比準確度還重要。不少廠家把重復性誤導為準確度,準確度應包括重復性與標定裝置的流量不確定度。    量程比 在一定準確度范圍內,最大與最小流量之比。差壓式流量傳感器,從傳感器本身可以有較大量程比,但受二次表制約,一般只有3:1。    壓力損失 流量傳感器(除電磁、超聲) 都有檢測件( 如孔板、渦輪等),以及強制改變流向(如彎頭、科氏)都將產生不可恢復壓力損失,它將額外增加輸送的動力,才能維持正常運,有些數額很大,在提倡節能的今天應引起重視。    輸出信號 一般為標準的模擬信號(0~10V,4~20mA等)已不能適應系統發展要求。通訊要求數字信號,Rosemount推出了HART協議,RS232/RS485轉換器,RS232限于2Km以內,RS485可達10Km。響應時間 輸出信號隨流量參數變化反應的時間,對控制系統來說,越短越好;對脈動流,則希望有較慢的輸出響應。綜合性能 傳感器的性能指標是相互制約的,如樣本中壓力上限為2mpa;溫度為250℃,口徑為1m;則當口徑為1m時,壓力可能只能為1.5mpa,溫度只能是200℃,不可能同為極限值。


    二、流體特性    流體類型 流體分為液體、氣體、蒸汽。有些傳感器(如電磁式)不能測氣體;插入熱式則不能測液體。    溫度、壓力、密度 它們是選擇傳感器提供的重要參數,特別是在工況下的參數,對于氣體流量還應了解其體積流量是工作狀態,還是標準狀態。    粘性 液體粘性相差較大會影響選型,如粘性大的液體宜用容積式流量傳感器,而不宜選用渦輪、浮子、渦街等流量傳感器。    腐蝕、結垢、臟污 對于這類流體,不宜選用有轉動件及有檢測件的傳感器。即使對于超聲、電磁式流量傳感器,也會因腐蝕管道帶來誤差。如口徑50mm,結垢0.5~1mm,將帶來0.5~1%的誤差。    特殊參數 某些流體參數會影響傳感器的工作,如壓縮性系數影響差壓式;比熱及熱傳導系數影響熱式;電導率影響電磁;聲速影響超聲。    單相、多相 相是指在一個系統中具有相同的物理、化學性質的物質,不同的相有較明顯的界面,通常工業中大多為單相,隨著工業的發展出現了多相流(氣固、氣液、液固或氣固液)等的流量測量問題。

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