超声波流量计与涡街流量计对比

1. 工作原理

超声波流量计主要有一对或多对能发送和接收超声脉冲的超声波换能器、脉冲信号处理电路、单片机控制器等组成。其测量原理是:超声波换能器等原件均安装在此直管段，换能器一般沿管壁安装，且直接同流体接触。超声波换能器发射的超声波脉冲穿过管道如同船只渡河。如果管道内没有介质流动,声波将以相同速度来回在一对换能器之间传播,当管道中的有介质流动时,沿介质流动方向相同的超声波脉冲将加快速度,反之,逆向传播的超声波脉冲将减慢速度。并且流过管道的介质速度越快,超声波脉冲的顺流与逆流的时间差就越大,该时间差值得大小正好与介质流速成正比,通过记录超声波脉冲在管道介质中的时间差值,就能换算成介质流量。

涡街流量计是利用流体震动感原理研制的一种漩涡分离型流量仪表,当流体以足够大的流速流经垂直于流体流向物体时,若该物体的几何尺寸适当,则在物体的后面沿两条平行线上产生整齐排列。转向相反的涡流列,其数量即为涡街频率。频率是与流体的流速成正比,因为通过测量漩涡频率就可以得到流体流速,继而测算出流体的流量。

2. 优缺点

超声波流量计

优点：零压损、不受气体中固、液态微颗粒影响、量程比宽、重复性强、准确度高、具备自检功能、易实现数据远传等优点。

缺点：价格昂贵，抗干扰能力差，易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。直管段要求严格，为前20D,后5D。否则离散性差，测量精度低。安装的不确定性，会给流量测量带来较大误差。测量管道因结垢，会严重影响测量准确度，带来显著的测量误差，甚至在严重时仪表无流量显示。

涡街流量计

优点：测量范围宽,量程比一般能达到1:10。涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。它造成的压力损失小。准确度较高,重复性为0.5%，且维护量小。

缺点：抗震性能较差，振动源会使得涡街流量计产生测量误差,严重的会无法正常工作。较大口径的影响会更明显,因此在安装涡街流量计时应远离振动源。涡街流量计不能测量温度≥300℃的流体介质,耐高温性能低。直管段要求高。*指出,涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D,才能满足测量要求。涡街流量计不适用于DN300mm的管径,因为此时流量系数较小。

3. 应用领域

超声波流量计和涡街流量计都是常用的流量测量仪器，同时具有测量*、操作简便、性能稳定、使用寿命长等有优点。它们在应用领域上存在一定的区别。例如，涡轮流量计经常作为流量标准装置的标准表使用。航空航天燃料计量。如火箭发动机液氢、液氧燃料的计量，航天一院101所在火箭发动机测试过程中用量较大。飞机燃料航空煤油的计量。飞机和航天器液压系统中液压油的计量经常采用涡轮流量计计量。如红油、蓝油。飞行器及大型机械润滑油的计量。制药行业。药液罐装通常采用涡轮流量计进行计量。如天士力集团。化工行业。化工生产过程中水、各种溶液、试剂、添加剂的计量经常采用涡轮流量计计量。

综上所述，超声波流量计和涡街流量计各有其优缺点和适用场景。在选择使用哪种流量计时，需要根据实际需求和工作条件来决定。