液態 CO?（-37℃ 至 -20℃）輸送管路流量測量方案

液態 CO?（約 -37℃ 至 -20℃）輸送管路的流量測量，常規電磁流量計通常不適用，需采用專用低溫型電磁流量計或替代方案。以下從原理、選型、材質、安裝及替代方案進行全面說明。

一、核心前提：液態 CO? 能否用電磁流量計？

關鍵限制：導電率

電磁流量計基于法拉第電磁感應定律工作，要求介質電導率 ≥ 5 μS/cm。然而，液態 CO? 為非導電介質，電導率極低，近乎絕緣體。

結論：純液態 CO? 無法直接使用電磁流量計。僅當液態 CO? 中混入導電液體（如水、鹽水）且電導率達標時，才可選用低溫型電磁流量計。

二、適用場景：低溫型電磁流量計（-40℃ ~ -20℃）

若介質滿足導電條件（如含雜質、水或其他導電添加劑的液態 CO? 混合流體），需選用專用低溫電磁流量計，其核心技術要求如下：

1. 核心材質選型（耐低溫 + 防泄漏）

• 襯里材料（必須耐 -40℃）
  • 改性 PTFE / PFA：首選材質，耐溫范圍 -40℃ ~ 180℃，具有耐腐蝕、不粘的特性，且低溫韌性優于普通 PTFE。
  • 硬橡膠 / 氯丁橡膠：僅適用于 -20℃ 以上環境，在 -30℃ 以下易脆裂，不適用。
  • 聚氨酯（PU）：適用溫度下限為 -10℃，不滿足液態 CO? 輸送要求。
• 電極材料（耐腐蝕 + 抗冷凝）
  • 316L 不銹鋼：通用性強，適用于中性、弱腐蝕環境。
  • 哈氏合金 C-276 / Alloy 22：在高腐蝕、含氯離子環境中為首選。
  • 鈦 / 鉭：適用于極強腐蝕工況，但價格較高。
  • 技術要求：電極表面需采用納米疏水涂層，防止低溫冷凝水附著導致信號漂移。
• 殼體與密封
  • 傳感器外殼：選用 304/316L 不銹鋼，低溫韌性良好。
  • 密封墊片：采用改性 PTFE / 金屬纏繞墊，耐 -40℃，可防止收縮泄漏。
  • 結構：采用全密封、充油或樹脂填充結構，防止內部結霜、絕緣下降和短路。

2. 電氣與結構設計

• 分體式結構：傳感器置于低溫區，轉換器置于常溫區，信號電纜采用低溫屏蔽型。
• 勵磁：采用低頻矩形波勵磁方式，具有抗干擾強、功耗低、信號穩定的優點。
• 溫度補償：內置低溫溫度傳感器，可自動補償材料收縮和信號漂移。
• 防爆：化工場景需具備 Ex ia IIC T6 Ga 本安防爆性能。

3. 典型技術參數

• 介質溫度：-40℃ ~ +80℃（專用低溫型）
• 精度：±0.5% R（標準）、±0.2% R（高精度）
• 公稱壓力：PN16 / PN25 / PN40（按系統壓力選，留 1.5 倍裕度）
• 導電率：≥ 5 μS/cm（硬性指標）

三、液態 CO? 主流流量測量方案（推薦）

由于純液態 CO? 不導電，工業上主流方案并非電磁流量計，常用方案如下：

1. 科里奧利質量流量計（首選）

• 原理：基于科里奧利力，直接測量質量流量，不受密度、溫度、壓力、導電率影響。
• 溫度范圍：-50℃ ~ +200℃，完全覆蓋液態 CO? 的溫度范圍。
• 優點：精度極高（±0.1%）、無直管段要求、適用于所有液體和氣體。
• 缺點：價格較高，大口徑成本更高。
• 
  

2. 渦街流量計（可選）

• 原理：基于卡門渦街原理，測量體積流量，需進行溫度壓力補償。
• 溫度范圍：-40℃ ~ +350℃。
• 優點：結構簡單、耐用、性價比高。
• 缺點：低流速測量性能較差、易受振動干擾、需前后直管段。

3. 差壓式流量計（孔板 / V 錐，傳統方案）

• 原理：基于伯努利方程，配合差壓變送器使用。
• 優點：技術成熟、價格便宜、適用于大口徑管道。
• 缺點：壓損大、精度低、易堵塞、需頻繁維護。

四、選型與安裝總結

1. 選型決策樹

• 介質是否導電？
  • 是（含導電雜質 / 水）：選用低溫型電磁流量計（改性 PTFE 襯里、哈氏合金電極、分體式）。
  • 否（純液態 CO?）：選用科里奧利質量流量計（首選）或渦街流量計。

2. 安裝要點（低溫工況）

• 傳感器安裝：垂直安裝，確保液體滿管，防止氣堵，避免氣體積聚。
• 保溫 / 伴熱：對傳感器外殼、法蘭、電纜接口進行低溫保溫，必要時采用電伴熱，防止凍結和冷凝。
• 接地：可靠接地（≤4Ω），配備低溫接地環，消除雜散電流干擾。
• 直管段要求：前 ≥10D，后 ≥5D，保證流場穩定。

五、青天特克建議

針對液態 CO? 輸送這類低溫非導電嚴苛工況：

• 首選方案：青天特克科里奧利質量流量計，具有高精度、全工況適配、免維護、長期穩定等優點，可徹底解決電磁流量計不適用的問題。
• 備選方案：青天特克低溫型電磁流量計，僅適用于導電液態 CO? 混合介質，提供 -40℃ 耐溫、改性 PTFE 襯里、疏水電極的定制化解決方案。