流量儀表技術新看點

新型流量計為設備本身以及被監控的工藝過程帶來了一系列的好處。這些設備以更高的精度、更好的可重復性、更低的維護成本為特征。在這些設備里，易磨損的活動部件很少或根本沒有。它們更易于可靠地測量更多種類的流體，并且其中大部分都是非侵入元件，具有更小的壓降和更好的安全性。很多儀表配備有微處理器，屬智能器件。它們能執行自診斷，兼容一種或多種常用的通信協議，從而能夠為用戶提供實時的反饋和歷史數據采集。

　　上升到更高水平

　　現在流量計市場的主要增長在于新技術領域。Flow Research 的總裁Jesse Yoder表示：“毫無疑問，市場正在向新技術流量計轉變。但是由于已安裝的傳統儀表基數很大，這會是一個很長的過程。”Flow Research 是一家業務范圍集中于儀表、流量計以及壓力和溫度傳感器領域的市場研究公司。

   GE Infrastructure Sensing超聲波流量計資深產品專家James "Jed" Matson認為，新型、技術得到改進的流量計超越了測量的范疇，達到了解決問題的境界：“流量計不再僅僅是流量計。對于激進的或聰明的用戶來說，這一點已經得到充分證明。其中的訣竅在于知道如何處理這些儀表現在能獲取的所有信息，最大限度地發揮其診斷能力的作用，以及知道如何把所有的這些轉變成對工藝過程有用的東西。”

　　新技術流量計(特別是超聲波儀表)最近在氣體測量領域的應用即為該類設備的一種應用延伸。Matson表示，外夾裝技術曾經被認為不可能在氣體測量中實現，因為人們認為氣體的密度太小，超聲波在其中難以正常工作。但是，“我們在2001年憑著一種實現了這一點的流量計打入了該市場，該流量計使用了渡越時間法（transition time method）。對先進傳感器技術的使用給了我們更高數量級的超聲波能量，這樣我們就能穿越氣體得到精度為±2%的測量結果。這項技術對于大部分應用領域來說都很有效，但是對氣體壓強有最低限度的要求—一般要求碳鋼管內的氣體壓強最小為60磅/平方英寸（psig）”。



    Panametrics DigitalFlow CTF878中使用的更新型的外夾裝式氣流技術克服了壓力要求這一限制，該器件提供了在氣流速度高達150ft/s（46m/s）的大氣壓應用環境中的外夾裝超聲氣流測量功能。它使用關聯標記法（correlation tag method）測量大氣、壓縮氣體、惰性氣體或其他任何氣體。該流量計沒有任何濕部件或活動部件，無需維護，并且不會產生壓降。


　　超聲波、科里奧利……

　　科里奧利流量計與超聲波流量計一樣，也許是新技術流量計市場上增長最快的部分。它們以高精度和低維護成本為特征，可多年服役而無需重新校準。它們提供質量流量和密度測量（相對體積流量測量而言）的能力使用戶得以觀察流體的組成而非僅僅流體的數量，而這是化學工業應用領域的一個重要特點。

　　Micro Motion的科里奧利流量計測量密度、質量流率以及溫度，提供的不僅是流量，而是對工藝過程的了解。Micro Motion的業務經理Marc Buttler表示：“客戶已經在期望從他們的流量計那里得到越來越多的信息，并且已經找到了新的方法去利用可獲得的豐富數據帶來的好處。流量計技術已經發展到了這樣的程度：您可以從中獲知更多關于工藝的信息，而不僅僅是一個流率參數。”

　　在Buttler看來，自診斷功能是科里奧利流量計的首要特征，對保證流量計和工藝過程的良好狀態是有利的：“客戶需要能夠辨別流量計是否出了問題。同樣重要的是，他們需要能夠依賴于流量計在工藝過程有了與流量計無關的問題時通知他們。能夠在工藝過程中出現了問題時向有關人員發出警告的流量計是非常有用的。”

　　類似地，Krohne的Optimass科里奧利流量計用一個設備測量多達4個工藝變量，并且據稱帶有高級自診斷功能，以檢查性能。Optimass具有模塊化構建的特點，前端為傳感器相關部分，后端為電子處理部分。Krohne產品專家Jonathan Fiedler表示：“把轉換器從傳感器相關功能和通用I/O輸出功能中分離出來使流量計能夠以數字方式在我們需要的遠距離處進行通信。當這個概念擴展到整個產品線時，它還有更多的好處——一種基本轉換器配多種傳感器相關模塊。這樣就簡化了開發、制造和使用環節。當我們有了新的協議時，我們只需一次性地把它加到電路板上，而不是挨個往20個新的產品線上添加。這樣既降低了成本同時又不犧牲質量。”



    

　　除了超聲波和科里奧利技術，還有其他一些技術也提供了高精度、低維護成本、自診斷功能等好處。例如，Krohne的Optiflux 電磁流量計在提供體積流量測量的同時還提供濃度測量（電導率）和溫度測量。Optiflux能夠對其硬件和軟件進行100%的自診斷，執行傳統的電阻和連續性檢查、確定流管狀態，并監控場電流以保持精度，監控電極電阻以檢測涂層。它還執行校準線性度檢查以驗證設備是否符合精度規范。它探測不完全充滿的管道、變形的流體剖面、由于充氣引起的流體組分變化、高含量的固態物質或不均勻的液體混合物，并向用戶發出可能出現問題的警告。這些行為讓用戶辨別開始出現問題的儀表并找出可能的原因，減少停工時間。

　　此外，Cidra最近推出了基于聲納的技術，用于單相或多相液體流和氣體流測量。Sonartrac系統的“夾裝”配置可以安裝在現有的過程管線上，不會干擾工藝過程。

　　Cidra公司的首席技術官Dan Gysling解釋說：“Sonatrac系統提供體積流測量以及聲波速度測量。在很多應用領域，它提供非常準確的對氣體體積組分的測量。在某些場合，充氣流體會導致校準和測量出現問題，而這很難辨別。這種儀表精確地跟蹤管線內氣體體積組分數量，對管道內發生的事情提供了很好的表征。”


   擴展功能

　　新型流量計現在的功能得到擴展，可以支持通信甚至無線能力。Fluid Components International（FCI）的工程總監Eric Wible注意到了PC和即插即用型電子器件對儀表新技術的推進作用。“客戶不再需要僅提供一個工藝變量的模擬式輸出。他們需要能為他們提供多個工藝變量的數字式總線，并且能夠通過用戶友好的安裝過程將其接入計算機。”

　　FCI的Model ST98就是其中一個例子，這是一個支持Profibus協議的即插即用型設備。它具有內建的自診斷功能，能就發生的問題向用戶發出警告并要求應答信號以進行復位。

　　FCI的OEM經理Sam Kresch補充道：“越來越多的測量儀表被用來對工藝過程進行細調。當發生某個事件時，客戶需要確證發生了什么。他能夠把儀表連接到一個預防維護系統，或者可以用無線PDA與流量計通信并獲得數據。我們看到無線應用正在增多。它們節省了勞動量并允許遠程監控。”FCI的ST50和ST75流量計帶有無線IR端口，用戶可以使用標準的PDA執行通過硬連線連接能夠執行的任何操作。”

　　在流量儀表本身之外，還有支持流量計算所使用參數的測量儀表。Fluke公司過程校準工具產品市場經理Jim Shields指出：“我們有大量測量壓力的工具。我們正在幫助使用新技術流量計的人們獲得更為準確的數據以及確證這些數據。貿易交接就是一個例子。1%的測量誤差都是不可接受的，那可能意味著一天幾百萬美元的收入損失。這些設備的校準和精度是至關重要的。”




   事情并不簡單

　　毫無疑問，很多不同的新技術和不斷改進中的技術影響著流量計市場。雖然沒有出現過主導性的技術，但是科里奧利和超聲波技術在市場上表現出了最強勁的發展勢頭。不斷有創新性的概念被提出，以自診斷和通信為表現形式的智能化是這些設備的特點。

　　選擇正確的流量計進行測量需要一些專業知識。Cidra的Gysling表示：“你必須知道儀表的使用方法和應用方式。流量計已經有了100年左右的歷史。你會認為選擇一個流量計是簡單的事情，但是事實并非如此。”

　　Gysling認為在將來將會有更多的非侵入技術出現。Krohne的Fiedler注意到儀表正在變得更加智能化，通用，易于指定、安裝和維護。所有這些都是在用戶可承受的價格基礎上發生的。GE Infrastructure Sensing的Matson表示：“質量流量計是市場的潛在增長部分。大部分人已經可以解決獲取體積流量的問題，但還非常想要解決質量流量的問題。人們希望科里奧利流量計能被應用在氣體測量方面，而目前采用的是超聲波外夾裝技術。這些概念非常新穎，但是它們是新技術流量計正在努力達到的目標。”

　　Flow Research的Yoder認為慣性思維是一個更大的問題：“成本是一個問題，但是這些新型儀表蓬勃發展的最大障礙在于，除非人們了解到有很有力的理由支持做出改變，否則他們傾向于停留在他們熟悉的事物上。”

相關更多信息，請訪問下列網站：
　　www.cidra.com www.emersonprocess.com
　　www.flowresearch.com www.fluidcomponents.com
　　www.fluke.com www.gesensing.com
　　www.krohne.com www.micromotion.com