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測量(liang)不同的介質選擇(zé)不同的流量計
發(fā)布日期:2025-12-13 浏覽次數(shu):5344
工控摘要:
爲了保(bao)證流量儀表在生(sheng)産現場過程中發(fā)揮、zui的使🈲用,流量計(ji)的選擇,必須要根(gen)據生産現場需要(yào)計量的介質而定(dìng)。一、氣體💋介質,應選(xuǎn)擇的流量計品種(zhong)是:1、超聲波氣體流(liú)量計。2、渦街流量計(jì)。如氣體溫度超過(guo)300℃,可選氣壓式流量(liang)計。二、石油、柴油等(deng)油品介質,應選擇(ze)的流量計⛷️品種是(shì):超聲波流量計。三(sān)、砂漿、電粉漿等大(dà)濃度、固♍體顆粒含(hán)量大的介質,應選(xuan)擇的流量計品種(zhong)是:電磁流量計。四(si)、自來水大流量的(de)介質,應選擇的流(liú)量計品種是:适用(yòng)選型爲智能電磁(cí)流量計、超聲波🎯流(liu)量計。其他諸如渦(wō)👌街流量計、孔闆流(liu)量計等也可以。五(wǔ)、污水、紙漿等渾濁(zhuo)液體介質,應選擇(zé)的流量計品種是(shi):1、超聲波🈲流量計及(ji)智能電磁流量🤟計(jì)。但在選用電磁流(liu)量計🌐時要🧑🏾🤝🧑🏼考慮液(ye)體中不含較多空(kōng)氣或氣泡。六、帶有(you)較多氣泡的液❤️體(ti)介質,應選擇的流(liú)量計品種是:超聲(shēng)波流量計,使用該(gāi)類型🛀🏻的流量計測(ce)量帶有氣泡的流(liú)體☎️,效果十🤩分好。七(qi)、純淨水、除鹽水等(deng)電導率低的介質(zhì),應選擇的流量計(jì)品種是:超聲波流(liú)量計非常适合測(ce)量這類流體。八、酸(suan)⛱️、堿液等強腐蝕性(xing)介質,應選擇的流(liú)量計品種是:1、抗酸(suan)堿内襯的電磁流(liú)量計。2、外夾式超聲(sheng)波流量計。
用以測(cè)量管路中流體流(liu)量(單位時間内通(tong)過的流體體積)的(de)儀表。有轉子流量(liang)計、節流式流量計(ji)、細縫流量計、容積(ji)流量計、電磁流量(liang)計、超聲波流量計(jì)和🔴堰等。
流量測量(liàng)方法和儀表的種(zhǒng)類繁多,分類方法(fǎ)也很多📞。至🈲今爲✉️止(zhi),可供工業用的流(liu)量儀表種類達60種(zhong)之多。品種如此之(zhi)多的原因㊙️就在于(yu)至今還沒找到一(yī)種對任何流體⚽、任(rèn)何量程、任何流動(dòng)狀态以及任何使(shi)用條件都适用的(de)流量儀表。
這60多種(zhǒng)流量儀表,每種産(chan)品都有它特定的(de)适用性,也都有它(ta)的☔局限性。按測量(liang)對象劃分就有封(feng)閉管道和明渠兩(liǎng)大類;按測量目的(de)又可分爲總量測(cè)量和流量測量,其(qí)儀表分别稱作總(zǒng)量表和流量計。
總(zong)量表測量一段時(shí)間内流過管道的(de)流量,是以短暫時(shí)間🆚内流過的總量(liang)除以該時間的商(shang)來表示,實🛀際上流(liú)量計通常亦備有(yǒu)♌累積流量裝置,做(zuò)總量表使用,而總(zong)量表亦備有流量(liàng)發訊裝置。因此,以(yi)嚴格💃🏻意義來分流(liú)量計和總量表已(yǐ)無實際意♍義。
按測(ce)量原理分有力學(xue)原理、熱學原理、聲(sheng)學原理、電學原理(lǐ)、光✏️學原理、原子物(wu)理學原理等。
按照(zhao)目前zui流行、zui廣泛的(de)分類法,即分爲:容(rong)積式流量計、差壓(ya)式流☀️量計、浮子流(liu)量計、渦輪流量計(jì)、電磁流量計、流體(tǐ)振蕩流量計中的(de)渦街流量計、質量(liàng)流量計和插入式(shi)流量計、探針式流(liu)量計,來分别闡述(shu)各種流量計的原(yuan)理、特點、應用概況(kuang)及國内外的發展(zhan)情況。
差壓式流量(liàng)計是根據安裝于(yu)管道中流量檢測(ce)件産🔱生的差壓,已(yi)知的流體條件和(he)檢測件與管道的(de)幾何尺寸來計算(suàn)流量的儀表。
差壓(ya)式流量計由一次(cì)裝置(檢測件)和二(èr)次裝置(差壓轉換(huan)和🈲流量顯示儀表(biǎo))組成。通常以檢測(cè)件形式🔱對差壓式(shì)流量計分🈚類,如💜孔(kong)闆流量計、文丘裏(li)流量計、均速管流(liú)量計等。
二次裝置(zhi)爲各種機械、電子(zi)、機電一體式差壓(yā)計,差🔞壓變送❗器及(ji)流量顯示儀表。它(ta)已發展爲三化(系(xi)列化、通用化及标(biāo)準化🤩)程度很高的(de)、種類規格龐雜的(de)一大類儀表,它既(jì)可測♋量流量參數(shù),也可測量其它參(cān)數(如壓力、物位、密(mì)度等)。
差壓式流量(liàng)計的檢測件按其(qí)作用原理可分爲(wei):節流裝👅置、水🏃♂️力阻(zǔ)力式、離心式、動壓(yā)頭式、動壓頭增益(yì)式及射流式幾大(dà)類。
檢測件又可按(àn)其标準化程度分(fen)爲二大類:标準的(de)和非标準的。
所謂(wèi)标準檢測件是隻(zhi)要按照标準文件(jian)設計、制造、安裝和(hé)💋使用,無須經實流(liu)标定即可确定其(qí)流量值和估算測(cè)量誤差。
非标準檢(jiǎn)測件是成熟程度(du)較差的,尚未列入(rù)标準中的檢🚶♀️測件(jian)🔅。
差壓式流量計是(shì)一類應用zui廣泛的(de)流量計,在各類流(liú)量儀表中其使用(yòng)量占居*。近年來,由(yóu)于各種新型流量(liang)計的問世,它的使(shǐ)用量百分數逐漸(jiàn)下降,但目前仍是(shì)zui重要的一類流量(liang)計。
優點:
(1)應用zui多的(de)孔闆式流量計結(jie)構牢固,性能穩定(ding)可靠,使用壽命長(zhǎng);
(2)應用範圍廣泛,至(zhi)今尚無任何一類(lèi)流量計可與之相(xiang)比拟;
(3)檢測件與變(biàn)送器、顯示儀表分(fen)别由不同廠家生(shēng)産,便🈲于規模經濟(ji)生産。
缺點:
(1)測量精(jing)度普遍偏低;
(2)範圍(wéi)度窄,一般僅3:1~4:1;
(3)現場(chang)安裝條件要求高(gāo);
(4)壓損大(指孔闆、噴(pēn)嘴等)。
注:一種新型(xíng)産品:引進美國*而(ér)開發的平衡流量(liang)計❄️,這種流量計的(de)測量精度是傳統(tǒng)節流裝置的5-10倍,*壓(yā)力損❗失1/3。壓力恢複(fú)快2倍,zui小直管段可(kě)以小至1.5D,安裝和使(shǐ)用方便,大大減少(shǎo)流體運行的能力(lì)消耗。
應用概況:
差(cha)壓式流量計應用(yong)範圍特别廣泛,在(zai)封閉管道的流量(liang)測量中各種對象(xiang)都有應用,如流體(tǐ)方面:單相、混相、潔(jié)淨、髒污、粘性流等(děng)👅;工作狀态方面:常(cháng)壓、高壓、真空、常溫(wēn)、高溫、低溫等;管徑(jing)方面:從幾mm到幾m;流(liu)動條件方面:亞音(yīn)速、音速♉、脈動流等(deng)🐅。它在各工🐪業部門(mén)的用量約占流量(liang)計全部用量的1/4~1/3。
[編(biān)輯本段]3.2浮子流量(liàng)計
浮子流量計,又(yòu)稱轉子流量計,是(shì)變面積式流量計(ji)的一種🤞,在一根由(yóu)下向上擴大的垂(chui)直錐管中,圓形橫(héng)截💯面的📧浮子的重(zhòng)力是由液體動力(li)承受的,從而🍓使浮(fu)子可以在錐管内(nei)自由地上升和下(xia)降。
浮子流量計是(shi)僅次于差壓式流(liu)量計應用範圍zui寬(kuān)廣✌️的一類流量計(jì),特别在小、微流量(liang)方面有舉足輕重(zhòng)的作用🏃。
80年代中期(qī),日本、西歐、美國的(de)銷售金額占流量(liàng)儀表的15%~20%。中☎️國産量(liàng)1990年估計在12~14萬台,其(qi)中95%以上爲玻璃錐(zhui)管浮子流量計。
特(te)點:
(1)玻璃錐管浮子(zi)流量計結構簡單(dān),使用方便,缺點是(shì)耐壓💘力低,有玻璃(lí)管易碎的較大風(feng)險;
(2)适用于小管徑(jìng)和低流速;
(3)壓力損(sun)失較低。
[編輯本段(duan)]3.3容積式流量計
容(róng)積式流量計,又稱(chēng)定排量流量計,簡(jian)稱PD流量計,在🔴流量(liàng)儀🧑🏾🤝🧑🏼表中是精度zui高(gao)的一類。它利用機(ji)械測量元件把流(liu)體連續不斷地分(fen)割成單個已知的(de)體積部分,根據測(ce)量室逐次重複地(dì)充滿和排放該體(tǐ)積部分流體的次(ci)數來測量流體體(ti)積總量。
容積式流(liu)量計按其測量元(yuan)件分類,可分爲橢(tuǒ)圓齒🛀🏻輪流量計⭕、刮(guā)闆流量計、雙轉子(zǐ)流量計、旋轉活塞(sai)流量計、往複活塞(sāi)☂️流量計、圓❓盤流量(liàng)計、液封轉筒式流(liu)量計、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計等(deng)。
優點:
(1)計量精度高(gao);
(2)安裝管道條件對(dui)計量精度沒有影(yǐng)響;
(3)可用于高粘度(du)液體的測量;
(4)範圍(wei)度寬;
(5)直讀式儀表(biǎo)無需外部能源可(kě)直接獲得累計,總(zong)量,清晰♍明了,操作(zuo)簡便。
缺點:
(1)結果複(fú)雜,體積龐大;
(2)被測(cè)介質種類、口徑、介(jie)質工作狀态局限(xiàn)性較大;
(3)不适用于(yu)高、低溫場合;
(4)大部(bù)分儀表隻适用于(yú)潔淨單相流體;
(5)産(chǎn)生噪聲及振動。
應(ying)用概況:
容積式流(liú)量計與差壓式流(liu)量計、浮子流量計(ji)并列爲三類🍉使用(yòng)量zui大的流量計,常(cháng)應用于昂貴介質(zhi)(油品、天㊙️然氣等)的(de)總量測量。
工業發(fā)達國家近年PD流量(liang)計(不包括家用煤(méi)氣表和家🌈用水表(biǎo)📐)的銷售金額占流(liú)量儀表的13%~23%;我國約(yue)占20%,1990年産量(不包括(kuò)家用煤氣表👈)估計(ji)爲34萬台,其中橢圓(yuan)齒輪式和腰輪式(shi)🏃🏻分别約占70%和20%。
[編輯(jí)本段]3.4渦輪流量計(ji)
渦輪流量計,是速(su)度式流量計中的(de)主要種類,它采🤟用(yong)多葉片的轉子(渦(wo)輪)感受流體平均(jun1)流速,從而且‼️推導(dǎo)🌈出流量或總量的(de)儀表。
一般它由傳(chuan)感器和顯示儀兩(liǎng)部分組成,也可做(zuò)成整體🍉式。
渦輪流(liú)量計和容積式流(liu)量計、科裏奧利質(zhì)量流量計稱爲流(liu)量計中三類重複(fu)性、精度*的産品,作(zuo)爲類型流💃🏻量計之(zhi)一✔️,其産品已😄發展(zhǎn)爲多品種、多系列(lie)批量生産的規模(mó)。
優點:
(1)高精度,在所(suo)有流量計中,屬于(yu)zui的流量計;
(2)重複性(xing)好;
(3)元零點漂移,抗(kang)幹擾能力好;
(4)範圍(wéi)度寬;
(5)結構緊湊。
缺(que)點:
(1)不能長期保持(chí)校準特性;
(2)流體物(wu)性對流量特性有(yǒu)較大影響。
應用概(gài)況:
渦輪流量計在(zài)以下一些測量對(dui)象獲得廣泛應用(yong):石油、有🔞機液體、無(wu)機液、液化氣、天然(ran)氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國,渦(wo)👅輪流量計在用量(liàng)上是僅次于孔闆(pan)流量計的㊙️天然計(ji)👉量儀表,僅荷蘭在(zai)天然氣管🔞線上就(jiù)采用了2600多台🚩各種(zhǒng)尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的🚩氣(qi)體渦輪流量計,它(ta)們已成爲優良⛷️的(de)天然氣計量儀表(biǎo)。
[編輯本段]3.5電磁流(liú)量計
電磁流量計(jì)是根據法拉弟電(diàn)磁感應定律制成(cheng)的一種測量導電(dian)性液體的儀表。
電(diàn)磁流量計有一系(xì)列優良特性,可以(yi)解決其它流量💋計(jì)不易應用的問題(tí),如髒污流、腐蝕流(liu)的測量。
70、80年代電磁(cí)流量在技術上有(yǒu)重大突破,使它成(cheng)爲應♊用廣泛的一(yi)類流量計,在流量(liàng)儀表中其使用量(liàng)百分數不斷上升(shēng)。
優點:
(1)測量通道是(shi)段光滑直管,不會(huì)阻塞,适用于測量(liàng)含☎️固體顆粒的液(yè)固二相流體,如紙(zhǐ)漿、泥漿、污水等;
(2)不(bu)産生流量檢測所(suǒ)造成的壓力損失(shi),節能效果好;
(3)所測(cè)得體積流量實際(jì)上不受流體密度(dù)、粘度、溫度、壓力和(hé)電導率變化的明(ming)顯影響;
(4)流量範圍(wei)大,口徑範圍寬;
(5)可(kě)應用腐蝕性流體(tǐ)。
缺點:
(1)不能測量電(diàn)導率很低的液體(tǐ),如石油制品;
(2)不能(neng)測量氣體、蒸汽和(he)含有較大氣泡的(de)液體;
(3)不能用于較(jiao)高溫度。
應用概況(kuang):
電磁流量計應用(yòng)領域廣泛,大口徑(jing)儀表較多應用于(yu)✌️給排水工程;中小(xiao)口徑常用于高要(yao)求或難測場合,如(ru)鋼鐵⁉️工業高爐風(feng)口冷卻水控制,造(zào)紙工業測量紙漿(jiāng)液和黑㊙️液,化學工(gōng)業的強腐蝕液,有(you)色冶金工業的礦(kuàng)漿;小口徑、微小口(kǒu)徑常用于醫藥工(gong)業、食🏒品工業、生物(wù)化學等有衛生要(yao)求的場所。
[編輯本(ben)段]3.6渦街流量計
渦(wo)街流量計是在流(liú)體中安放一根非(fēi)流線型遊渦發生(shēng)體,流體在發生體(tǐ)兩側交替地分離(lí)釋放出兩串規則(ze)地💛交錯排列🌈的遊(yóu)渦的儀表。
渦街流(liú)量計按頻率檢出(chū)方式可分爲:應力(lì)式、應變式、電容式(shì)、熱敏式、振動體式(shì)、光電式及超聲式(shì)等。
渦街流量計是(shì)屬于zui年輕的一類(lèi)流量計,但其發展(zhan)迅速,目前已成爲(wèi)通用的一類流量(liang)計。
優點:
(1)結構簡單(dān)牢固;
(2)适用流體種(zhong)類多;
(3)精度較高;
(4)範(fàn)圍度寬;
(5)壓損小。
缺(que)點:
(1)不适用于低雷(lei)諾數測量;
(2)需較長(zhang)直管段;
(3)儀表系數(shù)較低(與渦輪流量(liang)計相比);
(4)儀表在脈(mo)動流、多相流中尚(shàng)缺乏應用經驗。
[編(biān)輯本段]3.7超聲波流(liu)量計
超聲波流量(liàng)計是通過檢測流(liú)體流動對超聲束(shù)(或超聲脈沖)的作(zuo)用以測量流量的(de)儀表。
根據對信号(hào)檢測的原理超聲(shēng)流量計可分爲傳(chuan)播🌈速度差法(直接(jie)時差法、時差法、相(xiàng)位差法和頻差法(fa))、波束偏移法、多普(pǔ)勒法、互相關法、空(kong)間濾法及噪聲法(fa)等。
超聲流量計和(he)電磁流量計一樣(yàng),因儀表流通通道(dao)未設置任何阻礙(ài)件,均屬*流量計,是(shi)适于解決流量測(cè)量困難問題的一(yī)類流量計,特别在(zai)大口徑流量測量(liàng)方面有較突出的(de)㊙️優點,近年來它是(shi)發展迅速的一類(lèi)流量計之一。
優點(dian):
(1)可做非接觸式測(ce)量;
(2)爲無流動阻撓(náo)測量,無壓力損失(shi);
(3)可測量非導電性(xing)液體,對無阻撓測(ce)量的電磁流量📞計(ji)是一🔱種🈚補♊充。
缺點(dian):
(1)傳播時間法隻能(neng)用于清潔液體和(hé)氣體;而多普勒法(fa)隻能用于測量含(hán)有一定量懸浮顆(ke)粒和氣泡的液體(tǐ);
(2)多普勒法測量精(jīng)度不高。
應用概況(kuàng):
(1)傳播時間法應用(yong)于清潔、單相液體(ti)和氣體。典型應🆚用(yòng)有工廠排放液、:怪(guài)液、液化天然氣等(deng);
(2)氣體應用方面在(zài)高壓天然氣領域(yu)已有使用良好的(de)🈲經驗;
(3)多普勒法适(shi)用于異相含量不(bu)太高的雙相流體(tǐ),例🤩如:未處理污水(shui)、工廠排放液、髒流(liú)程液;通常不适用(yong)于非常清潔的液(yè)體。
[編輯本段]3.8科裏(lǐ)奧利質量流量計(jì)
科裏奧利質量流(liú)量計(以下簡稱CMF)是(shi)利用流體在振動(dong)管中流動時,産生(sheng)與質量流量成正(zheng)比的科裏奧🏒利力(lì)原理🔞制成的一種(zhong)直接式質量流量(liàng)儀表。
我國CMF的應用(yòng)起步較晚,近年已(yi)有幾家制造廠(如(ru)太行儀表廠)自行(háng)開發供應市場;還(hai)有幾家制造廠組(zu)建合資企業或引(yǐn)用生産系列儀表(biǎo)。
熱式氣體質量流(liu)量計
熱式流量計(ji)傳感器包含兩個(ge)傳感元件,一個速(sù)度傳感器和一個(gè)溫度傳感器。它們(men)自動地補償和校(xiao)正氣體溫度變化(huà)。儀表的電加熱部(bu)分将速度傳感♈器(qi)加熱到高于工況(kuang)溫度的某一個定(ding)值,使速度傳感器(qi)和測量工況溫度(dù)的傳感器之間形(xing)成恒定溫差。當保(bǎo)持溫差不變時,電(dian)加熱消耗的能量(liàng),也可以說熱消散(sàn)值,與🈚流過氣體的(de)質量流量成正比(bi)☔。
熱式氣體質量流(liú)量計即MassFlowMeter(縮寫爲MFM),它(tā)是氣體流量計量(liang)中新型儀表,區别(bie)于其它氣體流量(liàng)計不需要進🔴行壓(ya)☎️力和溫度修正,直(zhí)接測量氣體的質(zhì)量流量,一支傳感(gan)🔴器可以做到量程(chéng)從極低到高量程(chéng)。它适合單一氣體(tǐ)和固定比🚩例多組(zu)份氣體的測量。
熱(re)式氣體質量流量(liàng)計是用于測量和(he)控制氣體質量🌈流(liú)量📧的新型儀表。可(kě)用于石油、化工、鋼(gāng)鐵、冶金、電力、輕工(gong)、醫藥、環保等工業(ye)部門的空氣、烴類(lei)氣體、可燃性氣體(tǐ)、煙道🚶氣體的監測(ce)。
特點
可靠性高重(zhòng)複性好測量精度(du)高壓損小
無活動(dong)部件量程比寬響(xiǎng)應速度快無須溫(wēn)壓補償
應用
•工業(yè)管道中氣體質量(liang)流量測量•煙囪排(pai)出的煙氣流速測(cè)量
•煅燒爐煙道氣(qi)流量測量•燃氣過(guò)程中空氣流量測(ce)量
•壓縮空氣流量(liang)測量•半道體芯片(pian)制造過程中氣體(tǐ)流量測量
•污水處(chù)理中氣體流量測(ce)量•加熱通風和空(kōng)調系統中的✔️氣體(ti)流量測量
•熔劑回(huí)收系統氣體流量(liàng)測量•燃燒鍋爐中(zhōng)燃燒氣體🧑🏾🤝🧑🏼流量測(cè)量
•天然氣、火炬氣(qì)、氫氣等氣體流量(liang)測量
•啤酒生産過(guò)程中二氧化碳氣(qì)體流量測量
•水泥(ní)、卷煙、玻璃廠生産(chan)過程中氣體質量(liàng)流量測量
如:美國(guó)SIERRA
中國DSN
3.9明渠流量計(ji)
與前述幾種不同(tóng),它是在非滿管狀(zhuang)敞開渠道測量自(zi)✔️由表面🔞自然流的(de)流量儀表。
非滿管(guǎn)态流動的水路稱(chēng)作明渠,測量明渠(qu)中水流🧑🏾🤝🧑🏼流量💚的稱(cheng)作明渠流量計(openchannelflowmeter)。
明(ming)渠流量計除圓形(xíng)外,還有U字形、梯形(xíng)、矩形等多種🏃🏻♂️形🚶♀️狀(zhuàng)。
明渠流量計應用(yong)場所有城市供水(shuǐ)引水渠;火電廠引(yin)水和排水渠、污水(shui)治理流入和排放(fang)渠;工礦企業水排(pai)放以及水利工程(chéng)和✂️農業灌溉用渠(qu)道。有人估🧑🏾🤝🧑🏼計1995台,約(yuē)⛹🏻♀️占流量🔴儀表整體(ti)的1.6%,但🤞是國内應用(yong)尚無估計數據。
4,新(xīn)工作原理流量儀(yí)表的研究和開發(fā)
4.1靜電流量計
(electrostaticflowmeter)
日本(běn)東京技術學院研(yan)制适用于石油輸(shū)送管線低導電液(ye)體流量測量的靜(jìng)電流量計。
靜電流(liú)量計的金屬測量(liàng)管絕緣地與管系(xì)連接,測量🚶♀️電容器(qì)上靜電荷便可知(zhī)道測量管内的電(diàn)荷。他們分别作了(le)内徑4~8mm銅、不鏽♋鋼等(děng)金屬和塑料測量(liàng)管儀表的實流試(shì)驗,試驗表明流♍量(liàng)與電荷之間接近(jin)于線性。
4.2複合效應(ying)流量儀表
(combinedeffectsmeter)
該儀表(biao)的工作原理是基(ji)于流體的動量和(he)壓力作用🏃♂️于儀表(biǎo)腔🥵體産生的變形(xing),測量複合效應的(de)變形求取流量🔅。本(běn)儀表由美國GMI工程(cheng)和管理學院開發(fa),已申請兩項。
4.3轉速(su)表式流量傳感器(qì)
(tachmetricflowratesensor)
它是由俄羅斯科(kē)學工程中心工業(ye)儀表公司開發,是(shi)基于懸浮效應理(li)論研制的。該儀表(biao)已在若幹現場成(cheng)功的應用(例如在(zai)核電站安裝2000餘台(tai)測量熱水🚶♀️流量,連(lián)續使用🏃🏻8年),且還在(zai)改進以擴大應用(yong)領域。
5,幾種流量儀(yí)表應用和發展動(dong)向
5.1科裏奧利質量(liàng)流量計(CMF)
國外CMF已發(fā)展30餘系列,各系列(lie)開發在技術上着(zhe)眼點在于:流量🌈檢(jiǎn)測測量管結構上(shàng)設計創新;提高儀(yí)表零點穩定性和(hé)🚶♀️度等性能;增加測(ce)量管撓度,提高靈(ling)敏度;改善測量🏃🏻管(guǎn)應力分布,降低疲(pí)勞損壞,加強抗振(zhèn)動幹擾能力等。
5.2電(dian)磁流量計(EMF)
EMF從50年代(dài)初進入工業應用(yòng)以來,使用領域日(ri)益擴展,80年🐇代後🤩期(qi)起在各國流量儀(yi)表銷售金額中已(yǐ)占16%~20%。
我國近年發展(zhǎn)迅速,1994年銷售估計(ji)爲6500~7500台。國内已生産(chan)zui大口徑🌈爲2~6m的ENF,并有(yǒu)實流校驗口徑3m的(de)設備能力。
5.3渦街流(liú)量計(USF)
USF在60年代後期(qī)進入工業應用,80年(nian)代後期起在各國(guó)流量儀表銷😄售金(jin)額中已占4%~6%。1992年世界(jie)範圍估計銷售量(liang)爲3.54.8萬⭐台,同期國内(nèi)産品估計在8000~9000台。
5.4威(wēi)力巴流量計
威立(li)巴流量計計采用(yòng)了*符合空氣動力(lì)學原理的工程🐕結(jié)構設計,是一種在(zai)精度、功效及可靠(kào)方面達到了👌無比(bi)程度的傳🔞感元件(jiàn)。
6,結論
由上述可知(zhi),流量計發展到今(jin)天雖然已日趨成(chéng)熟🐅,但其種♋類仍然(rán)極其繁多,至今尚(shang)無一種對于任何(he)場合都适用的流(liu)量計。
每種流量計(jì)都有其适用範圍(wei),也都有局限性。這(zhè)就👣要求我們:
(1)在選(xuan)擇儀表時,一定要(yao)熟悉儀表和被測(ce)對象兩方面的情(qing)況,并要兼顧考慮(lü)其它因素,這樣測(ce)量才會準确;
(2)努力(lì)研制新型儀表,使(shi)其在現有的基礎(chǔ)上更加完善。
差壓(ya)式流量計
差壓式(shì)流量計(以下簡稱(chēng)DPF或流量計)是根據(ju)安裝于管道✊中流(liu)量檢測件産生的(de)差壓、已知的流體(tǐ)條件和檢測件與(yǔ)管道的幾何尺寸(cùn)來測量流量的儀(yí)表。DPF由一次裝置(檢(jiǎn)測件)和二次裝☎️置(zhi)(差壓轉換和流量(liàng)顯示儀表)組成。通(tong)常🌈以檢測件💰的型(xíng)式對DPF分類,如孔扳(bān)流量計、文㊙️丘裏管(guǎn)流量🏃♀️計及均速管(guan)流量計等。二次裝(zhuāng)置爲各種機械、電(dian)子、機電一體式差(cha)壓計,差壓變送器(qi)和流量顯🍓示及計(ji)算儀表,它已發展(zhan)爲三化(系列化、通(tong)用化及标準化)程(cheng)度很高的🔱種類規(gui)格龐📧雜的一大類(lèi)儀表。差壓📧計既可(ke)用于測量流量參(cān)數,也可測量其他(tā)參數(如壓力、物位(wei)、密度等)。
DPF按其檢測(cè)件的作用原理可(kě)分爲節流式、動壓(yā)頭式、水力阻♈力式(shi)⭐、離心式、動壓增益(yì)式和射流式等幾(jǐ)大類,其中以♻️節流(liu)式和動壓頭式應(ying)用。
節流式DPF的檢測(ce)件按其标準化程(chéng)度分爲标準型和(he)非标準型兩大類(lèi)。所謂标準節流裝(zhuāng)置是指按照标準(zhǔn)文件設計、制造、安(an)裝和使用,無須經(jīng)實流校準即可确(què)定其流量值并估(gu)算流量測量誤差(cha),非标準節流裝置(zhi)是🏃成熟程度較差(cha),尚未列入标準文(wén)件中的檢測件。
标(biāo)準型節流式DPF的發(fa)展經過漫長的過(guò)程,早在20世紀20年代(dai),美國和歐洲即開(kāi)始進行大規模的(de)節流裝置試驗研(yan)究。用得🏃♂️zui普遍的節(jie)流裝置--孔闆和噴(pen)嘴開始♌标準化🌈。現(xiàn)在标準噴嘴的一(yi)種型式ISAl932噴嘴,其幾(jǐ)何形狀就是30年👉代(dai)标準化的,而标準(zhǔn)孔闆亦曾稱爲ISAl932孔(kong)闆。節流裝置結🔴構(gou)形式的标準化有(you)很深遠的意義,因(yin)👣爲隻有節流裝置(zhi)結構形式标準化(hua)了,才有可能把上(shàng)衆多研究成果彙(hui)集到一起,它促進(jìn)檢測件的理論和(he)實踐向深度和廣(guǎng)度拓展,這是其✨他(tā)🌈流量計所不及的(de)。1980年ISO(标準化組織)正(zheng)式通過标準ISO5167,至此(cǐ)流量測量節流裝(zhuāng)置*個标準誕生了(le)。ISO5167總結了幾十年來(lai)上對爲數有限的(de)幾種節流裝置🐆(孔(kong)闆、噴嘴和文丘裏(lǐ)管🔴)的理❓論與試驗(yan)的研究成果,反映(yìng)了此類檢測件的(de)當代科學🌈與生産(chan)的技術水平。但💔是(shì)從🏃🏻ISO5167正式頒布之日(ri)起,它就暴露出許(xǔ)多亟待解決的🧑🏽🤝🧑🏻問(wen)題,這些問題主要(yào)有以下幾個方面(mian)。
1)ISO5167試驗數據的陳舊(jiù)性ISO5167中采用的數據(ju)大多是30年代的試(shì)驗結果,今天無論(lun)節流裝置制造技(jì)術,流量試驗設備(bei)及實驗技術都有(you)巨大的進步,重新(xin)進行系統地試驗(yàn)以獲得🔴更高度及(jí)更可👉靠的數據是(shì)必要的。進入80年代(dài)美國和歐洲都進(jin)行大規模的試驗(yan),爲修訂ISO5167打下基礎(chu)。
2)ISO5167中關于直管段長(zhǎng)度規定的問題在(zài)ISO投票通過ISO5167時,美國(guo)投了反對票,其主(zhu)要原因是對直管(guǎn)段長度的規♋定有(you)不同意見,這個♊問(wèn)題應是ISO5167修訂的主(zhǔ)要問題之🔞一。
3)ISO5167中各(ge)項規定的科學性(xìng)問題影響節流裝(zhuang)置流出系🙇♀️數的因(yīn)素特别多,主要有(you)孔徑與管徑的比(bi)值β、取壓裝置、雷諾(nuo)數、節🍉流件安裝偏(piān)心度、前後阻流件(jiàn)類型及直管段長(zhang)度、孔闆入口邊緣(yuan)尖銳度、管壁粗糙(cao)度、流體流動湍流(liu)度等,衆多因素影(ying)響錯綜複雜,有的(de)參數難以直接測(cè)量,因此标準中有(you)些規定并非科學(xue)地确定,而是爲了(le)取得一緻,不得不(bú)人爲地确定‼️。流量(liàng)專家斯賓塞(E.A.Spencer)提出(chu)一❤️系列應重新檢(jiǎn)讨的問題,如孔闆(pǎn)平直度、同心💃度、直(zhi)角邊緣尖銳💛度、管(guan)道粗糙度、上遊流(liu)速分布及流🍉動調(diào)整器的作用等。
4)關(guān)于節流式DPF測量度(du)提高的問題鑒于(yu)節流式DPF在流量計(ji)🈲中占有🧡重要地位(wei),提高其測量度意(yì)義重大。曆💰次學術(shu)會議認爲必須使(shǐ)流量測量工作者(zhe)、流體力學與計算(suàn)機技術工作者緊(jǐn)密合作共同攻關(guan)才能解決此問題(ti)。
20世紀80年代美國和(hé)歐洲開始進行大(dà)規模的孔闆流量(liàng)❤️計試驗🔞研究,歐洲(zhou)爲歐共體實驗計(ji)劃(EECExperimentalProgram),美國爲API實驗計(ji)☁️劃(APIExperimentalProgram)。試🧡驗的目的是(shi)用現代測試設備(bèi)及試驗數⛱️據的統(tǒng)計處理技術進行(hang)新一🧡輪的範圍廣(guang)泛的試驗研究,爲(wèi)修訂ISO5167打下技術基(jī)礎♌。1999年ISO發出ISO5167的修訂(dìng)稿(ISO/CD5167-1-4),該文件爲委員(yuán)🌍會草案,它在技術(shu)内容與編輯上都(dōu)有很大改動,是一(yī)份全新的标準。本(běn)來預定于2025年12月在(zài)美國丹佛舉行的(de)ISO/TC30/SC2會議上審查通過(guò)☔爲DIS(标準草案),但是(shì)會議認爲尚有細(xì)節問題應再商榷(què)而未能通過。新的(de)ISO5167标準何時正式頒(ban)布尚不👄得而知。ISO5167新(xīn)标準在标🥵準的兩(liǎng)個核心内容皆有(yǒu)實質性變化,一是(shì)孔闆的流出系數(shu)公式,用Reader-Harris/Gallagher計算式(R-G式(shi))代替Stolz計算式,另一(yī)爲節㊙️流裝置上遊(yóu)側直管段長度的(de)規定以及流動調(diao)整器的使用等。
我(wǒ)們通常稱ISO5167(GB/T2624)中所列(lie)節流裝置爲标準(zhǔn)節流裝置,其他的(de)都稱㊙️爲非标準節(jiē)流裝置,應該指出(chū),非标準節流裝🛀置(zhi)不僅是指那些節(jie)流裝置結構與标(biāo)難節流💁裝置相異(yi)的,如🌂果标準節流(liu)裝📐置在偏離标準(zhun)條件下工作亦應(ying)稱爲非标準節流(liú)👉裝置,例如,标準孔(kǒng)闆👣在混相流或标(biao)準文丘裏噴嘴在(zài)臨界流下工作的(de)都是。
目前非标準(zhun)節流裝置大緻有(you)以下一些種類:
1)低(di)雷諾數用1/4圓孔闆(pǎn),錐形入口孔闆,雙(shuāng)重孔闆,雙斜孔闆(pǎn)🌏,半圓孔闆等;
2)髒污(wu)介質用圓缺孔闆(pǎn),偏心孔闆,環狀孔(kong)闆,楔形孔闆,彎管(guan)節流件等;
3)低壓損(sǔn)用羅洛斯管,道爾(ěr)管,道爾孔闆,雙重(zhong)文丘裏噴嘴,通用(yòng)文丘裏管,Vasy管等;
4)小(xiao)管徑用整體(内藏(cang))孔闆;
5)端頭節流裝(zhuang)置端頭孔闆,端頭(tóu)噴嘴,Borda管等;
6)寬範圍(wei)度節流裝置彈性(xing)加載可變面積可(kě)變壓頭流量計(線(xian)性孔闆);
7)毛細管節(jiē)流件層流流量計(ji);
8)脈動流節流裝置(zhì);
9)臨界流節流裝置(zhì)音速文丘裏噴嘴(zuǐ);
10)混相流節流裝置(zhì)。
節流式DPF現場應用(yong)的不斷拓展必然(ran)提出發展非标準(zhun)節🔴流裝置👄的要求(qiu),十餘年來ISO亦在不(bu)斷制訂有關💜非标(biāo)準節⭐流裝置的技(ji)術文件,在它們不(bú)能成爲正📐式标準(zhǔn)❄️之前作爲技術報(bao)告發表。可以預見(jian),今後有可能若幹(gan)🔆較爲成熟的非标(biāo)準節流裝置會晉(jin)升爲标準型的。
20世(shi)紀90年代中後期世(shì)界範圍内各式DPF銷(xiāo)售量在流量⭐儀表(biao)總量中台數占50%-60%(每(mei)年約百萬台),金額(é)占30%左右。我國銷售(shòu)台數約占流量儀(yi)表總量(不包括*表(biǎo)和家用水表及玻(bo)璃管浮子流量計(ji))的⭐35%-42%(每年6萬🎯-7萬台)。
2工(gong)作原理
2.1基本原理(li)
充滿管道的流體(tǐ),當它流經管道内(nèi)的節流件時,如圖(tu)4.1所示,流速将在節(jie)流件處形成局部(bu)收縮,因而流速增(zēng)加,靜壓力降低,于(yu)是🔱在節流件前後(hòu)便産生了壓差。流(liú)體流量愈大,産生(shēng)的壓📐差愈大,這樣(yàng)可依據壓差來衡(héng)量流量的大小。這(zhè)種測量方法🔞是以(yǐ)流動連續性方程(cheng)(質量守恒定律)和(he)伯努利♊方程(能量(liang)守恒定律)爲基❄️礎(chǔ)的。壓差的大小不(bu)僅與流量還✏️與其(qi)他許多因素有關(guān),例如當節流裝置(zhì)形式或管道内☎️流(liu)體的物理性質(密(mi)🧑🏾🤝🧑🏼度、粘度)不同時,在(zài)同樣大小的流量(liàng)下産生的壓差也(yě)是不同的。
圖4.1孔闆(pǎn)附近的流速和壓(yā)力分布
2.2流量方程(cheng)
式中qm--質量流量,kg/s;
qv--體(tǐ)積流量,m3/s;
C--流出系數(shu);
ε--可膨脹性系數;
β--直(zhi)徑比,β=d/D;
d--工作條件下(xia)節流件的孔徑,m;
D--工(gong)作條件下上遊管(guan)道内徑,m;
P--差壓,Pa;
ρl--上遊(yóu)流體密度,kg/m3。
由上式(shì)可見,流量爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個參(cān)數的函數,此6個參(can)數可分爲實測量(liàng)[d,ρ,P,β(D)]和統計量(C、ε)兩類。
(1)實(shi)測量
1)d、D式(4.1)中d與流量(liang)爲平方關系,其度(dù)對流量總精度影(ying)響較大,誤🈲差值一(yī)般應控制在±0.05%左右(yòu),還應計及工作溫(wēn)度對材料熱膨脹(zhàng)的影響。标準規定(ding)管道内徑D必須實(shi)測,需在上遊管段(duan)的幾個截面上進(jin)行多次測量求其(qí)平均值,誤差不應(yīng)大于±0.3%。除對數值測(ce)量精度要🌈求較高(gao)外,還應考慮内徑(jing)💃偏差會對節流件(jian)上遊通👨❤️👨道造成不(bú)正🔆常節流現象所(suǒ)帶來的嚴重影響(xiǎng)。因此,當不是成🏃🏻套(tào)供應節流裝置時(shi),在現場配管應充(chōng)分注意這個問題(ti)。
2)ρρ在流量方程中與(yu)P是處于同等位置(zhì),亦就是說,當追🤟求(qiu)💰差壓變送器高精(jīng)度等級時,絕不要(yao)忘記ρ的測量精度(du)亦應💁與之相匹配(pei)。否則P的提高将會(huì)被ρ的降低🏃♀️所抵消(xiao)。
3)P差壓P的測量不應(ying)隻限于選用一台(tái)高精度差壓變送(sòng)器。實際上差壓變(biàn)送器能否接受到(dao)真實的差壓值還(hái)決定于一🙇♀️系列因(yīn)素,其中正确的取(qu)壓孔及引壓管線(xiàn)💃的制造、安裝及使(shǐ)用是✏️保證獲🥰得真(zhen)實差壓值的關鍵(jian),這些影響因素很(hen)多♈是難以定量或(huò)定性确定的,隻有(yǒu)加強制造及安裝(zhuang)的規範化工作才(cái)能💃🏻達到目的。
(2)統計(ji)量
1)C統計量C是無法(fǎ)實測的量(指按标(biāo)準設計制造安裝(zhuang)🔴,不經校準使用),在(zài)現場使用時zui複雜(za)的情況出現在實(shi)際的C值與标準确(què)🌈定的C值不相符合(hé)。它們的偏離是由(yóu)設計、制造、安裝及(ji)使用一系列因素(su)造成的。應該明确(què),上述各環節全部(bu)嚴格遵循标準📱的(de)規定,其🐆實際值才(cai)會與标準确定的(de)值相符合🔱,現場是(shì)難以*這種要求的(de)。
應該指出,與标準(zhun)條件的偏離,有的(de)可定量估算(可進(jìn)行修正),有的隻能(neng)定性估計(不确定(dìng)度的幅值與方向(xiàng)❤️)。但是在現實中,有(yǒu)時不僅是一個條(tiao)件偏離,這就帶來(lái)非常複雜的情況(kuàng),因爲一般資料中(zhōng)隻介紹某一條件(jiàn)偏離引起的誤差(chà)。如果許多條件同(tong)時偏🧑🏽🤝🧑🏻離,則缺少相(xiàng)關的資料可查。
2)ε可(kě)膨脹性系數ε是對(dui)流體通過節流件(jian)時密度發生變😄化(hua)而引起的流出系(xì)數變化的修正,它(ta)的誤差由兩部分(fen)組成:其一爲常用(yòng)流量下ε的誤差,即(ji)标準确定值的誤(wu)差;其二爲由💋于流(liú)量變化ε值将随之(zhī)波動帶來的誤差(cha)。一般在低靜壓高(gāo)差壓情況,ε值有不(bú)可🔴忽略的誤差。當(dang)P/P≤0.04時,ε的誤差可忽略(luè)不計⛱️。
3分類
差壓式(shi)流量計分類如表(biǎo)4.1所示。
表4.1差壓式流(liu)量計分類表
分類(lèi)原則分類類型
按(àn)産生差壓的作用(yòng)原理分類1)節流式(shì);2)動壓頭式;3)水力阻(zu)力式⭐;4)離心式;5)動壓(ya)增益式;6)射流式
按(an)結構形式分類1)标(biāo)準孔闆;2)标準噴嘴(zuǐ);3)經典文丘裏管;4)文(wen)丘裏噴嘴;5)錐形入(rù)口孔闆;6)1/4圓孔闆;7)圓(yuan)缺孔闆;8)偏心孔🌍闆(pan);9)楔形孔闆;10)整🌈體(内(nèi)藏)孔闆;11)線性孔闆(pǎn);12)環形孔闆;13)道爾管(guǎn);14)羅洛⭐斯管;15)彎🥵管;16)可(ke)換孔闆節流裝置(zhì);17)臨界🛀流節流裝🔴置(zhì)
按用途分類1)标準(zhǔn)節流裝置;2)低雷諾(nuò)數節流裝置;3)髒🐇污(wū)流節流✨裝置;4)低壓(ya)損節流裝置;5)小管(guǎn)徑節流裝置⭐;6)寬範(fàn)圍度節流裝置;7)臨(lín)界流節流裝置;
3.1按(àn)産生差壓的作用(yong)原理分類
1)節流式(shì)依據流體通過節(jiē)流件使部分壓力(li)能轉變爲動♈能以(yi)♊産生差壓的原理(lǐ)工作,其檢測件稱(cheng)
之爲節流裝置,是(shì)DPF的主要品種。
2)動壓(ya)頭式依據動壓轉(zhuǎn)變爲靜壓的原理(lǐ)工作,如均速管流(liú)量✨計。
3)水力阻力式(shì)依據流體阻力産(chǎn)生的壓差原理工(gong)作,檢☔測件爲毛細(xì)管束,又稱層流流(liú)量計,一
般用于微(wēi)小流量測量。
4)離心(xīn)式依據彎曲管或(huo)環狀管産生離心(xīn)力原理形成的㊙️壓(yā)💁差工作,如彎管流(liú)量計,環形管流量(liàng)
計等。
5)動壓增益式(shi)依據動壓放大原(yuán)理工作,如皮托-文(wén)丘裏管。
6)射流式依(yi)據流體射流撞擊(jī)産生原理工作,如(rú)射流式差壓✍️流量(liang)計。
3.2按結構形式分(fen)類
1)标準孔闆又稱(cheng)同心直角邊緣孔(kong)闆,其軸向截面如(ru)圖4.2所示。孔☀️闆是一(yi)塊加工成圓形同(tong)心的具有銳利直(zhi)角邊緣的薄闆。孔(kong)闆開孔的上遊側(ce)邊緣應是銳利的(de)直❄️角。标準孔闆有(yǒu)三種取🌐壓方式:角(jiao)接、法蘭及D-D/2取壓;如(ru)圖4.3所示。爲從🌈兩個(gè)方向的任一個方(fang)向測量流量,可采(cǎi)用對稱孔闆,節流(liu)孔的兩個邊緣均(jun)符合👌直角邊緣孔(kong)💜闆上遊邊緣的特(te)性,且孔闆全部厚(hòu)度不超過節流孔(kǒng)的💃厚度。
圖4.2标準孔(kong)闆
圖4.3孔闆的三種(zhǒng)取壓方式
2)标準噴(pēn)嘴有兩種結構形(xíng)式:ISA1932噴嘴和長徑噴(pen)嘴。
a.ISA1932噴嘴(圖4.4)上遊面(miàn)由垂直于軸的平(ping)面、廓形爲圓周的(de)兩段弧❄️線所确定(dìng)的收縮段、圓筒形(xíng)喉部和凹槽組成(cheng)的💜噴嘴。ISA1932噴嘴的取(qǔ)💁壓方式僅角接取(qǔ)壓一種。
圖4.4ISA1932噴嘴
b.長(zhǎng)徑噴嘴(圖4.5)上遊面(mian)由垂直于軸的平(ping)面、廓形爲1/4橢圓的(de)收🌈縮❌段、圓筒形喉(hóu)部和可能有的凹(ao)槽或斜角組成的(de)噴㊙️嘴。長🧑🏽🤝🧑🏻徑噴嘴的(de)取壓方式僅D-D/2取壓(ya)一種。
3)經典文丘裏(lǐ)管由入口圓筒段(duàn)A、圓錐收縮段B、圓筒(tong)形喉😄部C和圓😍錐擴(kuò)散段E組成,如圖4.6所(suo)示。根據不同的加(jia)工方法,有以下結(jié)構形式:①具有粗鑄(zhu)收縮段的;②具有機(jī)械加工收縮段的(de);③具有鐵闆焊接收(shōu)縮段的。不同結構(gou)形式的L1、L2、R1、R2與D、d的關系(xì)如表4.2所示。
4)文丘裏(lǐ)噴嘴由進口噴嘴(zuǐ)、圓筒形喉部及擴(kuò)散段組🙇♀️成,如圖4.7所(suo)示。
5)錐形入口孔闆(pan)錐形入口孔闆與(yǔ)标準孔闆相似,相(xiang)當于一塊倒裝的(de)标準孔闆,其結構(gou)如圖4.8所示,取壓方(fang)式爲角接取壓。表(biǎo)4.2L1、L2、R1、R2與D、d關系
注粗鑄入(ru)口機械加工的入(rù)口粗焊的鐵闆入(ru)口
1±0.25D(100mm<D<150mm)
L1=0.5D±0.05DL1=0.5D±0.05D
2L2=1D或0.25D+250mm兩個量中的(de)小者L2≥D(入口直徑)L2≥D(入(ru)口直徑)
3R1=1.375D+20%R1<0.25DR1=0,焊縫除外(wài)
4R2=3.625d至3.8dR2<0.25DR2=0,焊縫除外
圖4.6經(jing)典文丘裏管
圖4.7文(wén)丘裏噴嘴
圖4.8錐形(xíng)入口孔闆
1一環隙(xì);2-夾持環;3一上遊端(duan)面A;4-下遊端面B;
5-軸線(xiàn);6-流向;7-取壓口;8-孔闆(pǎn);
X-帶環隙的夾持環(huán);Y-單獨取壓口
超聲(shēng)波流量計的基本(běn)原理及類型
超聲(sheng)波在流動的流體(tǐ)中傳播時就載上(shang)流體流速的信息(xī)。因此⭐通過接收到(dao)的超聲波就可以(yi)檢測出流體的流(liu)速,從而換算成流(liú)量。根據檢測的方(fāng)式,可分爲傳播速(su)度♍差法、多普勒法(fa)、波束偏移法、噪聲(sheng)法及相關法等不(bu)同類🛀🏻型的超聲波(bō)流量計。起聲波流(liú)🛀🏻量計是近十幾年(nian)來随着集成電路(lù)技術迅速發展才(cái)開始應用👣的一種(zhǒng)
非接觸式儀表,适(shi)于測量不易接觸(chu)和觀察的流體🍉以(yi)及大管徑流量。它(ta)與水位計聯動可(ke)進行敞開水流的(de)流量測量。使用🤟超(chāo)聲波流量比不用(yong)在流體中安裝測(ce)量元件故不會改(gǎi)變流體的流動狀(zhuàng)态,不産生附加阻(zu)🐆力,儀表的🆚安裝及(ji)檢修均可不影響(xiang)生産管線運行因(yin)而是一種理想的(de)節能型流量計。
*,目(mu)前的工業流量測(ce)量普遍存在着大(da)管徑、大流量測量(liàng)💚困難的問題,這是(shi)因爲一般流量計(jì)随着測量管徑的(de)增大會帶來制造(zào)和運輸上的困難(nan),造價提高、能損🔞加(jia)大、安裝不僅☁️這些(xie)缺🐆點,超聲波流量(liàng)計均🆚可避免。因爲(wei)各類超♍聲波流量(liàng)計均可管外安裝(zhuāng)、非♊接觸測流,儀表(biǎo)造價基本🚶♀️上與被(bèi)測管道口徑大小(xiǎo)無關,而其它類型(xing)的流量計随着口(kou)徑增加,造價大幅(fu)度增加,故口徑越(yuè)大超聲波流量計(jì)比相同功能其它(tā)類型流量計的✏️功(gōng)能價格比越*。被認(rèn)爲是較好的大管(guǎn)徑流量測量儀表(biao),多普勒法超聲波(bō)流量計👨❤️👨可測雙相(xiang)介質的☎️流量,故可(ke)用于下水道及排(pái)污水等髒污流的(de)測量。在發電廠中(zhong),用便攜式超聲波(bo)流量計測量水輪(lun)機進水量✍️、汽輪機(ji)🧑🏾🤝🧑🏼循環水量等大管(guǎn)徑流量,比過去的(de)皮脫管流速計方(fang)便得⭐多。超聲被流(liu)量汁也可用于氣(qi)體測量。管徑的适(shi)用範圍從2cm到5m,從幾(ji)米寬的明渠、暗渠(qu)到500m寬的河流都可(kě)适用。
另外,超聲測(cè)量儀表的流量測(cè)量準确度幾乎不(bu)受被測流👅體溫度(du)、壓力、粘度、密度等(deng)參數的影響,又可(ke)制成非接觸及⭕便(biàn)攜式測🌈量儀表,故(gu)可解決其它類型(xíng)儀表所難以測量(liang)的強腐蝕性、非導(dao)電性、放射性及易(yì)燃易爆介質的🔴流(liú)量測量問題。另外(wai),鑒于非接觸測量(liàng)特點,再配以合理(li)的電子線路,一台(tai)儀表可✏️适應多種(zhong)管徑測量和多種(zhong)流量範圍測量。超(chao)聲波流量計的适(shi)應能力也是其它(tā)儀表⚽不可比拟的(de)。超🆚聲波流量計具(jù)有上🐪述一些優點(dian)因此它越來越受(shou)到重視并且向産(chǎn)品系列化、通用化(huà)發展,現已制成不(bú)同聲道的标準型(xing)、高溫型、防爆型、濕(shī)式型儀表以适應(yīng)不同介質,不同場(chang)合和不同管道條(tiáo)件的流量🤩測量。
超(chāo)聲波流量計目前(qian)所存在的缺點主(zhu)要是可測流體的(de)溫度範圍受超聲(sheng)波換能鋁及換能(neng)器與管道之間♌的(de)耦合材料耐溫程(chéng)度的限制,以及高(gao)溫下被測流體傳(chuán)聲速度的原🐕始數(shù)據不全。目👅前我國(guó)隻能用于測量🙇♀️200℃以(yǐ)下的流體。另外,超(chao)📱聲波流量🐉計的測(ce)量🏃♀️線路比一般👈流(liu)量計複雜。這是因(yin)爲,一般工業計量(liang)😄中液體的流速常(chang)常是每秒幾米,而(ér)聲波在液體中的(de)傳播速度約爲1500m/s左(zuǒ)右,被測流體流⁉️速(sù)(流量)變化帶🙇♀️給聲(sheng)速的變化量zui大🆚也(yě)是10-3數量級.若要求(qiu)✏️測量流速😍的準确(què)度爲1%,則對聲速的(de)測量準确度需爲(wei)10-5~10-6數量級,因此必須(xu)有完善的測量線(xiàn)路才能實現,這也(ye)正是超聲波流量(liàng)計隻有在集成電(diàn)路技術迅速發展(zhan)的前題下才能得(dé)到實際應用的原(yuan)因。
超聲波流量計(jì)由超聲波換能器(qì)、電子線路及流量(liang)顯示和累積系統(tong)三部分組成。超聲(sheng)波發射換能器将(jiāng)電能轉換爲超聲(sheng)波能㊙️量,并将其發(fa)射到被測流體中(zhong),接收器接收到的(de)超聲波信号,經電(diàn)子線路放⭐大并轉(zhuǎn)換⛹🏻♀️爲代表流量的(de)電信号供給顯👅示(shì)和積算👌儀表進行(hang)顯📧示和積算。這樣(yang)就實現了流量的(de)檢測和顯示。
超聲(shēng)波流量計常用壓(yā)電換能器。它利用(yong)壓電材料的壓電(dian)效✔️應,采用适出的(de)發射電路把電能(néng)加到發射換能器(qi)的壓電元件上,使(shǐ)其産生超聲波振(zhèn)勸。超聲波以某一(yī)角度射入流體中(zhong)傳播,然後由接收(shou)換能器接收,并經(jīng)壓電元件變爲🏃🏻♂️電(diàn)能,以便檢測。發射(she)換能器利用壓電(diàn)元件的逆壓電效(xiao)應,而接收換能器(qi)則是利用壓電效(xiao)應。
超聲波流量計(ji)換能器的壓電元(yuan)件常做成圓形薄(bao)片👅,沿☀️厚度振動。薄(bao)片直徑超過厚度(dù)的10倍,以保證振動(dong)的方向性。壓電元(yuan)件材料多采用锆(gao)钛酸鉛。爲固🔞定壓(yā)電元件,使超聲波(bō)以合适的角度射(she)入到流體中,需把(ba)元件故人聲楔中(zhong),構成換能器整體(tǐ)(又稱探頭)。聲楔的(de)材料不僅要求強(qiang)度高、耐老🔞化,而且(qie)要求超聲波經聲(shēng)楔後能量損失小(xiao)即透射系數接近(jin)1。常用的聲楔材料(liao)是☁️有機玻♻️璃,因爲(wèi)它透明,可以觀察(chá)到聲楔中壓電元(yuán)件🏃🏻的組裝情況。另(lìng)外,某些橡膠、塑料(liào)及膠木也可作聲(sheng)楔材料。
超聲波流(liú)量計的電子線路(lu)包括發射、接收、信(xìn)号處理和顯示電(dian)路。測得的瞬時流(liú)量和累積流量值(zhí)用數字量或模拟(nǐ)量顯示。
根據對信(xin)号檢測的原理,目(mu)前超聲波流量計(ji)大緻可♊分傳播速(su)度差法(包括:直接(jie)時差法、時差法、相(xiang)位差法、頻差法)波(bo)束偏移法、多普勒(le)法、相關法、空間濾(lǜ)波法及噪聲法🐕等(děng)類型,如圖所示。其(qí)中以噪聲法原理(li)及結構zui簡單,便于(yu)測量和攜帶,價格(gé)便宜但準确😍度較(jiào)低,适于在流量測(cè)量準确度要求🥵不(bú)高的場合✔️使用。由(yóu)于直接時差法、時(shí)差法、頻差法和相(xiàng)位差法㊙️的基本原(yuán)理都是通過測量(liàng)超聲波脈沖順流(liu)和逆流傳報時速(sù)度之差來反映流(liu)體的流速🥰的,故又(you)統稱爲傳播速度(du)差法。其中頻差💋法(fǎ)和時差法克服了(le)聲速随流體溫度(dù)變化帶來的誤差(cha),準确度較高,所以(yi)被廣泛采用。按照(zhao)換能器的配置方(fāng)法不同,傳播速度(du)💰差撥又分爲:Z法(透(tou)過法)、V法(反射法)、X法(fa)(交叉法)等。波束偏(piān)移法是利用超聲(sheng)波束在🔞流體中的(de)傳播方向随流體(ti)流速變化而産生(sheng)偏移來反映流體(ti)流🈲速的,低流速時(shí),靈敏度🏃🏻很低适用(yòng)性不大.多普勒法(fǎ)是利用聲學多普(pǔ)勒原理,通過測量(liàng)不均勻流體中散(sàn)射體散射的超聲(shēng)波多普♋
勒頻移來(lai)确定流體流量的(de),适用于含懸浮顆(kē)粒、氣🍉泡等流體🌂流(liu)量測量。相關法是(shi)利用相關技術測(cè)量流量,原理上,此(ci)法的測量準确度(du)與流體中的聲速(su)無關,因而與流💃體(tǐ)溫度,濃度等無關(guan),因而測量準确度(dù)高,适用🔆範圍廣。但(dàn)相關器價格貴,線(xian)路🐉比較複雜🌈。在微(wēi)處理機普及應用(yòng)後📱,這個缺點可以(yi)克服。噪聲法(聽音(yin)法)是利用管道内(nei)流體流動時産生(shēng)的噪聲與流體的(de)流速有關的原理(lǐ),通過檢☎️測噪聲表(biao)示流速或流量值(zhí)。其方法簡單,設備(bei)價格便宜,但準确(que)度低。
以上幾種方(fāng)法各有特點,應根(gēn)據被測流體性質(zhi).流速分✔️布情況、管(guǎn)路安裝地點以及(ji)對測量準确度的(de)要求等因素進行(hang)選擇。一般說來由(yóu)于工業生産中🌈工(gong)質的溫度常不能(neng)保持恒定,故多采(cai)用頻差法及時差(cha)法。隻有在管徑很(hen)大時才🔞采用直接(jiē)時差法。對✍️換能器(qì)安裝方法的選擇(ze)原則一般是:當流(liú)體沿管軸平行流(liu)動時,選用Z法;當流(liú)動方向與管鈾不(bú)平行💃🏻或管路安裝(zhuang)地點使換能器安(ān)裝間隔受到限制(zhi)時,采用V法或X法。當(dang)流場分布不均勻(yún)而表前直管段又(yòu)較短時,也可采用(yòng)多聲🚩道(例如雙聲(shēng)道或四聲道)來克(ke)服流速擾動帶來(lái)的流量測量誤差(cha)。多普勒法适于測(cè)量兩相流,可避免(miǎn)常規儀表由懸浮(fu)粒或氣泡造成的(de)堵塞、磨損、附着而(er)不能運行的弊病(bing),因而得以迅速發(fā)展。随着工業的發(fā)展及節能工作的(de)開展,煤油混合(COM)、煤(méi)水🏃♂️泥合(CWM)燃料的輸(shū)送和應用以及燃(rán)料⛱️油加水助燃等(deng)節能方法的發展(zhǎn),都爲多普勒超聲(sheng)波流量計應🙇🏻用開(kai)辟廣闊前景。
流量(liang)計的種類很多,一(yī)般市場上用得比(bi)較廣泛的有:電磁(ci)流量計、渦街流量(liang)計、渦輪流量計、孔(kǒng)闆流量計、V錐🤟流量(liàng)計、金🔞屬轉子流量(liàng)計、玻璃轉子流量(liang)計、旋進旋渦😘流量(liang)計🐇、橢圓齒輪流量(liàng)計、均速管流量計(jì)、超聲波流量計等(deng)。它們的安裝條件(jiàn)對直管段的要求(qiú)V錐流量計是zui低,而(er)電磁、渦街、孔闆等(deng)對直管段要求🧡就(jiù)較高,一般是前5D後(hòu)3D,對于流量計前端(duan)有彎頭、閥門電磁(ci)流量計等的直管(guan)段要求就更高,zui高(gao)要求直管🚶♀️段是前(qián)50D後5D,因此在選購流(liu)量計時一定要考(kǎo)慮流量計現場安(ān)裝的環境、位✏️置等(deng)因素,從而選擇更(gèng)加适合現場工礦(kuang)的流量計。
現在流(liú)量計所需要的參(can)數:
1、被測量的介質(zhi)
2、被測量介質的溫(wēn)度
3、被測量介質的(de)壓力
4、被測量介質(zhì)的流量
5、要求的測(cè)量精度
6、現場工礦(kuàng)情況
聯系方式(shì)
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86-020-31199948/85550363
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