如何正确选择流量传感器
2013-09-01
影响流量传感器的因素较多，原理有十余种，类型不少于200种，有人对美国现场千余台流量传感器进行了调查，发现其中60%所选择的方法不太合适，而即使选择的方法合适，又有约一半以上在安装和布局上有问题。正确选择，并非易事。归纳起来，正确选择流量传感器取决于六个因素：传感器技术参数、流体特性、流动的状态、安装、环境、经济性。 一、传感器技术参数 总量、流量 总量（单位为m3或k g），多用于贸易核算，准确度居于首位。流量（瞬时量单位为m3/h，k g/h），多用于流程工业，是控制系统的信息源头，重复性是首位。连续，开关 一般流量传感器的输出为连续量，而开关量可用于简单的二位式控制或设备保护，要求可靠性良好。 准确度 准确度不仅取决传感器本身，还取决于校验系统，是外加特性。要说明在什么流量范围内的准确度，如果用于控制系统，还应考虑与整个系统准确度相匹配。注意：厂家注明的误差是%Fs（上限）；还是%RD（测值）。
重复性 重复性是指环境条件介质参数不变时，对某一流量值多次测量的一致性，是传感器本身的特征。在流程工业控制系统中，重复性往往比准确度还重要。不少厂家把重复性误导为准确度，准确度应包括重复性与标定装置的流量不确定度。 量程比 在一定准确度范围内，最大与最小流量之比。差压式流量传感器，从传感器本身可以有较大量程比，但受二次表制约，一般只有3:1。 压力损失 流量传感器（除电磁、超声） 都有检测件（ 如孔板、涡轮等），以及强制改变流向（如弯头、科氏）都将产生不可恢复压力损失，它将额外增加输送的动力，才能维持正常运，有些数额很大，在提倡节能的今天应引起重视。 输出信号 一般为标准的模拟信号（0~10V，4~20mA等）已不能适应系统发展要求。通讯要求数字信号，Rosemount推出了HART协议，RS232/RS485转换器，RS232限于2Km以内，RS485可达10Km。响应时间 输出信号随流量参数变化反应的时间，对控制系统来说，越短越好；对脉动流，则希望有较慢的输出响应。综合性能 传感器的性能指标是相互制约的，如样本中压力上限为2mpa；温度为250℃，口径为1m；则当口径为1m时，压力可能只能为1.5mpa，温度只能是200℃，不可能同为极限值。
二、流体特性 流体类型 流体分为液体、气体、蒸汽。有些传感器（如电磁式）不能测气体；插入热式则不能测液体。 温度、压力、密度 它们是选择传感器提供的重要参数，特别是在工况下的参数，对于气体流量还应了解其体积流量是工作状态，还是标准状态。 粘性 液体粘性相差较大会影响选型，如粘性大的液体宜用容积式流量传感器，而不宜选用涡轮、浮子、涡街等流量传感器。 腐蚀、结垢、脏污 对于这类流体，不宜选用有转动件及有检测件的传感器。即使对于超声、电磁式流量传感器，也会因腐蚀管道带来误差。如口径50mm，结垢0.5~1mm，将带来0.5~1%的误差。 特殊参数 某些流体参数会影响传感器的工作，如压缩性系数影响差压式；比热及热传导系数影响热式；电导率影响电磁；声速影响超声。 单相、多相 相是指在一个系统中具有相同的物理、化学性质的物质，不同的相有较明显的界面，通常工业中大多为单相，随着工业的发展出现了多相流（气固、气液、液固或气固液）等的流量测量问题。
重复性 重复性是指环境条件介质参数不变时，对某一流量值多次测量的一致性，是传感器本身的特征。在流程工业控制系统中，重复性往往比准确度还重要。不少厂家把重复性误导为准确度，准确度应包括重复性与标定装置的流量不确定度。 量程比 在一定准确度范围内，最大与最小流量之比。差压式流量传感器，从传感器本身可以有较大量程比，但受二次表制约，一般只有3:1。 压力损失 流量传感器（除电磁、超声） 都有检测件（ 如孔板、涡轮等），以及强制改变流向（如弯头、科氏）都将产生不可恢复压力损失，它将额外增加输送的动力，才能维持正常运，有些数额很大，在提倡节能的今天应引起重视。 输出信号 一般为标准的模拟信号（0~10V，4~20mA等）已不能适应系统发展要求。通讯要求数字信号，Rosemount推出了HART协议，RS232/RS485转换器，RS232限于2Km以内，RS485可达10Km。响应时间 输出信号随流量参数变化反应的时间，对控制系统来说，越短越好；对脉动流，则希望有较慢的输出响应。综合性能 传感器的性能指标是相互制约的，如样本中压力上限为2mpa；温度为250℃，口径为1m；则当口径为1m时，压力可能只能为1.5mpa，温度只能是200℃，不可能同为极限值。
二、流体特性 流体类型 流体分为液体、气体、蒸汽。有些传感器（如电磁式）不能测气体；插入热式则不能测液体。 温度、压力、密度 它们是选择传感器提供的重要参数，特别是在工况下的参数，对于气体流量还应了解其体积流量是工作状态，还是标准状态。 粘性 液体粘性相差较大会影响选型，如粘性大的液体宜用容积式流量传感器，而不宜选用涡轮、浮子、涡街等流量传感器。 腐蚀、结垢、脏污 对于这类流体，不宜选用有转动件及有检测件的传感器。即使对于超声、电磁式流量传感器，也会因腐蚀管道带来误差。如口径50mm，结垢0.5~1mm，将带来0.5~1%的误差。 特殊参数 某些流体参数会影响传感器的工作，如压缩性系数影响差压式；比热及热传导系数影响热式；电导率影响电磁；声速影响超声。 单相、多相 相是指在一个系统中具有相同的物理、化学性质的物质，不同的相有较明显的界面，通常工业中大多为单相，随着工业的发展出现了多相流（气固、气液、液固或气固液）等的流量测量问题。
