速度式流量計主要是測量介質(zhì)通過計量表腔內(nèi)界面上的流速來測量流體的通過量。測量介質(zhì)流速的方法有很多,有葉輪式、渦街式、電磁式和超聲波等測量法,城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ讨袘?yīng)用的典型測量方法有兩種,即渦輪流量計(葉輪式)、超聲波流量計。
1、渦輪流量計
渦輪流量計主要有表殼、前導(dǎo)流器、葉輪、支撐軸承、后導(dǎo)向器以及磁電傳送器等組成。其工作原理是:當(dāng)流體通過時,經(jīng)前導(dǎo)流器將介質(zhì)均勻分散沖擊每一片葉輪,對葉輪產(chǎn)生驅(qū)動力推動葉輪旋轉(zhuǎn)。由于葉片是用磁性材料制成,旋轉(zhuǎn)時葉片將磁感應(yīng)信號通過磁電傳送器傳送出來,該信號的周期性變化即脈沖信號的頻率與流體流量在一定范圍內(nèi)接近正比。渦輪流量計內(nèi)還配置了溫度、壓力傳感器,采集介質(zhì)的瞬時壓力值和溫度值,通過積數(shù)儀不僅可以測出通過介質(zhì)的瞬時工況流量,還能通過微型計算機(jī)的換算測得介質(zhì)的瞬時標(biāo)況流量。
2、超聲波流量計
超聲波流量計主要有一對或多對能發(fā)送和接收超聲脈沖的超聲波換能器、脈沖信號處理電路、單片機(jī)控制器等組成。其測量原理是:超聲波流量計的表殼就是一段直管段,超聲波換能器等原件均安裝在此直管段,換能器一般沿管壁安裝,且直接同流體接觸。超聲波換能器發(fā)射的超聲波脈沖穿過管道如同船只渡河。如果管道內(nèi)沒有介質(zhì)流動,聲波將以相同速度來回在一對換能器之間傳播,當(dāng)管道中的有介質(zhì)流動時,沿介質(zhì)流動方向相同的超聲波脈沖將加快速度,反之,逆向傳播的超聲波脈沖將減慢速度。并且流過管道的介質(zhì)速度越快,超聲波脈沖的順流與逆流的時間差就越大,該時間差值得大小正好與介質(zhì)流速成正比,通過記錄超聲波脈沖在管道介質(zhì)中的時間差值,就能換算成介質(zhì)流量。超聲波流量計同渦輪流量計相同,表殼內(nèi)可配置溫度、壓力傳感器,測量介質(zhì)工況流量的同時換算測得其標(biāo)況流量。
3、速度式流量計的應(yīng)用
渦輪流量計因其具有高精度、量程大、耐高壓、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等優(yōu)點(diǎn),但也因為其要求被測介質(zhì)清潔、無雜質(zhì),則需要安裝過濾器;小流量時準(zhǔn)確度降低;小口徑(DN50以下)的流量計性能較差;上、下游分別需長度10D和5D的直管段(部分廠家技術(shù)革新后把直管段的長度要求有所降低,但仍然需要一定長度的直管段)等原因。所以城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ讨袦u輪流量計被廣泛的應(yīng)用于大口徑(DN50以上),中、高壓(4bar以上)供氣,小時最小流量不小于40m3 的工廠企業(yè)用戶。這部分用戶的用氣設(shè)備燃?xì)饨涌诔叽绱蟆⒐鈮毫σ蟾?、小時流量基本在50m3 以上,而且燃?xì)夤艿腊惭b工程不受空間限制,具備了使用渦輪流量計的先決條件。
超聲波流量計的性能特點(diǎn)是:零壓損、不受氣體中固、液態(tài)微顆粒影響、量程比寬、重復(fù)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、具備自檢功能、易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等優(yōu)點(diǎn),但現(xiàn)階段該表暫未能實(shí)現(xiàn)完全國有化加工生產(chǎn),需要進(jìn)口導(dǎo)致其價格昂貴。所以該表在天然氣長輸管道工程和城市門站中使用的較多,在城鎮(zhèn)終端用戶中的占比極低,只有小時用氣量超過1萬立方米大型用戶才會考慮安裝,比如燃?xì)庾鳛槟茉春驮鲜褂玫陌l(fā)電廠、化工廠等。