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測量(liàng)不同的介質選擇(zé)不同的流量計
發(fa)布日期:2025-12-01 浏覽次數(shù):5344
工控摘要:
爲了保(bǎo)證流量儀表在生(shēng)産現場過程中發(fa)揮、zui的使用,流量計(jì)的選擇,必須要根(gen)據生産現場需要(yao)計量的介🌈質而定(dìng)。一、氣體⭕介質,應選(xuan)擇的流量計品種(zhǒng)是♋:1、超聲波氣體流(liu)量計。2、渦🥰街流量計(ji)。如氣體溫度超過(guò)300℃,可選氣壓式流量(liang)計。二、石油、柴油等(děng)油品介質,應選擇(zé)的流量計品種是(shì):超聲波流量計。三(san)🌈、砂漿、電粉漿等大(dà)濃度、固體顆粒含(han)量大的介質,應選(xuǎn)擇的👌流量計品種(zhǒng)是:電磁流量計。四(si)🌏、自來水大🔱流量的(de)介質,應選擇的流(liu)量計品種是:适用(yong)選型爲智能電磁(ci)流量計、超聲波流(liú)量計。其他諸如渦(wō)街流量計、孔闆流(liu)量計等也可以。五(wu)、污水、紙漿等渾濁(zhuo)液體介質,應選擇(ze)🔅的流量計品種是(shi):1、超聲波流量計及(ji)智能電磁流量計(ji)。但在選用電磁流(liu)量計時要♌考慮液(yè)體中不含較多空(kong)氣或氣泡。六、帶有(yǒu)較多氣泡的液🚶♀️體(tǐ)介質,應選擇的流(liu)量計品種是:超聲(sheng)波流量計🐅,使用該(gāi)類型的㊙️流量計測(cè)量帶有氣泡的流(liu)體,效果十分好。七(qi)、純淨水、除鹽水等(deng)電導率低的♍介質(zhi),應選擇的流量計(ji)品種是:超聲波流(liu)量計非常🔅适合測(cè)量這類流體。八、酸(suan)、堿液等強腐蝕性(xìng)介☁️質,應選擇的流(liú)🏒量計品種🧑🏽🤝🧑🏻是:1、抗酸(suān)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(liàng)計、節流式流量計(ji)、細縫流量計、容積(ji)流量計、電磁流量(liàng)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(zhǐ)💋,可供工業用的流(liú)量儀表種類達60種(zhǒng)之多。品👅種如此之(zhī)多的🏃🏻原因就在于(yú)至今還沒找到一(yi)👣種對任何流體⛹🏻♀️、任(ren)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(chǎn)品都有它特定的(de)适用性🌈,也都有✔️它(ta)的局限性。按測量(liàng)對象劃分就有封(feng)閉管道和明渠兩(liang)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(zong)量表和流量計。
總(zǒng)量表測量一段時(shí)間内流過管道的(de)流量,是以短暫時(shi)間内流過的總量(liang)除以該時間的商(shang)來表示,實際上流(liu)量計通🚩常亦備有(you)累積流量裝置,做(zuò)總量表使用,而總(zǒng)量表亦備有流量(liàng)發訊裝置。因此,以(yǐ)嚴格意義來分流(liú)量計和🍉總量表已(yi)無實際意義。
按測(ce)量原理分有力學(xué)原理、熱學原理、聲(shēng)學原理、電學💁原理(li)、光學原理、原子物(wù)理學原理等。
按照(zhào)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(yā)式流量計、浮子流(liú)量計、渦輪流量計(ji)、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(liú)量計,來🧑🏾🤝🧑🏼分别闡述(shu)各種流量計的原(yuán)理、特點、應用概況(kuang)及國内外的發展(zhǎn)情況。
差壓式流量(liang)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(suan)流量的儀表。
差壓(yā)式流量計由一次(ci)裝置(檢測件)和二(er)次裝置(差壓轉換(huàn)和流量顯示儀表(biao))組成。通常以檢測(ce)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(liu)量計等。
二次裝置(zhì)爲各種機械、電子(zi)、機電一體式差壓(ya)計,差🔞壓變送器及(jí)💋流量顯示儀表。它(ta)已發展爲三化(系(xì)列化、通用化及标(biao)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(can)數(如壓力、物位、密(mì)度等)。
差壓式流量(liang)計的檢測件按其(qí)作用原理可分爲(wèi):節流裝置、水力阻(zǔ)力式、離心式、動壓(ya)頭式、動壓頭增益(yi)🌏式及射流式幾大(dà)類。
檢測件又可按(àn)其标準化程度分(fèn)爲二大類:标準的(de)和非标準的🔴。
所謂(wei)标準檢測件是隻(zhī)要按照标準文件(jiàn)設計、制造、安裝和(he)👉使用🚶,無須經實流(liu)标定即可确定其(qi)流量值和估算測(ce)量誤差。
非标準檢(jiǎn)測件是成熟程度(dù)較差的,尚未列入(ru)标準中🚶♀️的檢測件(jiàn)。
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(you)于各種新型流量(liàng)🐉計的問世,它的🔴使(shǐ)用量百分數逐漸(jian)下降,但目前仍是(shì)zui重要的一類流量(liàng)計。
優點:
(1)應用zui多的(de)孔闆式流量計結(jié)構牢固,性能穩定(ding)可靠🌈,使用壽🌈命長(zhang);
(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(bian)送器、顯示儀表分(fen)别由不同廠家生(shēng)産,便于規模經濟(jì)生産。
缺點:
(1)測量精(jing)度普遍偏低;
(2)範圍(wei)度窄,一般僅3:1~4:1;
(3)現場(chǎng)安裝條件要求高(gao);
(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(liàng)計,這種流💋量🐆計的(de)測量精度是傳統(tong)節流裝置的5-10倍,*壓(ya)💛力損失1/3。壓力恢🈲複(fu)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(shao)流體運行的能力(li)消耗。
應用概況:
差(chà)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(xiàng)都有應用,如流體(ti)方面:單相、混相💰、潔(jié)淨、髒污、粘性流等(deng);工作狀态方面:常(cháng)壓、高壓、真空、常溫(wen)、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(liàng)計全部用量的1/4~1/3。
[編(bian)輯本段]3.2浮子流量(liàng)計
浮子流量計,又(you)稱轉子流量計,是(shì)變面積式流量計(ji)🔞的一種☀️,在一根由(you)下向上擴大的垂(chuí)直錐管中,圓形橫(heng)截💯面的❄️浮子的重(zhòng)力是由液體動力(lì)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(kuan)廣的一類🌂流量計(jì),特别在小、微流量(liang)方面有舉足輕重(zhong)的作用。
80年代中期(qī),日本、西歐、美國的(de)銷售金額占流量(liang)儀表的15%~20%。中👄國🌈産量(liang)1990年估計在12~14萬台,其(qi)中95%以上爲玻璃錐(zhuī)管浮子流量計。
特(te)點:
(1)玻璃錐管浮子(zi)流量計結構簡單(dan),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(jing)和低流速;
(3)壓力損(sun)失較低。
[編輯本段(duàn)]3.3容積式流量計
容(róng)積式流量計,又稱(cheng)定排量流量計,簡(jiǎn)稱PD流量計,在流量(liang)儀表中是精度zui高(gāo)的一類。它利用機(jī)械測量元件把流(liú)體連續不斷地分(fen)👅割成單個已知的(de)體積部分,根據測(cè)量室逐次重複地(di)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(zi)流量計、旋轉活塞(sāi)流量計、往複活塞(sai)🌈流量計、圓盤流量(liàng)計、液封轉筒式流(liú)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(ying)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(zuò)簡便。
缺點:
(1)結果複(fú)雜,體積龐大;
(2)被測(ce)介質種類、口徑、介(jiè)質工作狀态局限(xiàn)性較大;
(3)不适用于(yú)高、低溫場合;
(4)大部(bu)分儀表隻适用于(yú)潔淨單相流體;
(5)産(chǎn)生噪聲及振動。
應(yīng)用概況:
容積式流(liu)量計與差壓式流(liú)量計、浮子流量計(jì)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(fa)達國家近年PD流量(liang)計(不包括家用煤(mei)氣表和家用水📐表(biao))的💘銷售金額占流(liú)量儀表的13%~23%;我國約(yuē)占20%,1990年産量(不包🐪括(kuo)家💔用煤氣表☀️)估計(ji)爲34萬台,其中橢圓(yuán)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(jì)
渦輪流量計,是速(sù)度式流量計中的(de)主要種類,它采用(yòng)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(liang)部分組成,也可做(zuò)成整體🥰式。
渦輪流(liu)量計和容積式流(liú)量計、科裏奧利質(zhì)量流量計稱爲流(liú)🍉量計中三類重複(fu)性、精度*的産品,作(zuò)爲類型流🐇量計👄之(zhi)一,其産品已發展(zhan)爲多品種、多系列(lie)批👨❤️👨量生産的規模(mo)。
優點:
(1)高精度,在所(suǒ)有流量計中,屬于(yu)zui的流量計;
(2)重複性(xìng)好;
(3)元零點漂移,抗(kàng)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(wù)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(wō)輪流量計在用量(liàng)上是僅次于孔闆(pǎn)流量計的天然計(jì)🌍量儀表🤞,僅荷蘭在(zai)天然氣管☁️線上就(jiu)采用了2600多台各種(zhong)尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣(qi)體渦輪流量計,它(tā)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(liu)量計
電磁流量計(jì)是根據法拉弟電(diàn)磁感應定律制成(chéng)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(yǐ)解決其它流量計(jì)不易應用的問題(ti),如髒污流、腐蝕流(liú)的測量。
70、80年代電磁(ci)流量在技術上有(yǒu)重大突破,使它成(chéng)爲應用♍廣👨❤️👨泛的一(yi)類流量計,在流量(liang)儀表中其使用量(liang)百分數不斷上升(sheng)。
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(shī),節能效果好;
(3)所測(cè)得體積流量實際(ji)上不受流體密度(du)、粘度、溫度、壓👅力和(he)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(ti)。
缺點:
(1)不能測量電(diàn)導率很低的液體(ti),如石油制品;
(2)不能(néng)測量氣體、蒸汽和(he)含有較大氣泡的(de)液體;
(3)不能用于較(jiào)高溫度。
應用概況(kuàng):
電磁流量計應用(yong)領域廣泛,大口徑(jìng)儀表較多應用🔴于(yú)給排水工程;中小(xiao)口徑常用于高要(yào)求或難測場合,如(rú)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(yǒu)色冶金工業的礦(kuang)漿;小口徑✔️、微小口(kǒu)徑常用于醫藥工(gong)業、食品工業、生物(wu)化學等有衛❤️生要(yào)求的場所。
[編輯本(ben)段]3.6渦街流量計
渦(wō)街流量計是在流(liu)體中安放一根非(fēi)流線型遊渦💜發生(sheng)體,流體🍉在發生體(tǐ)兩側交替地分離(lí)釋放出兩👣串規則(zé)地☂️交錯排列的遊(you)渦的儀表。
渦街流(liu)量計按頻率檢出(chu)方式可分爲:應力(li)式、應變式、電容式(shì)、熱敏式、振動體式(shi)、光電式及超聲式(shi)等。
渦街流量計是(shi)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(dan)牢固;
(2)适用流體種(zhǒng)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(léi)諾數測量;
(2)需較長(zhǎng)直管段;
(3)儀表系數(shu)較低(與渦輪流量(liàng)計相比);
(4)儀表在脈(mo)動流、多相流中尚(shang)缺乏應用經驗。
[編(bian)輯本段]3.7超聲波流(liú)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(hao)檢測的原理超聲(sheng)流量計可分爲傳(chuán)播🔞速度差法🍉(直接(jiē)時差法、時差法、相(xiang)位差法和頻差法(fa))、波束偏移法、多普(pǔ)勒法、互相關法、空(kōng)間濾法及噪聲法(fa)等。
超聲流量計和(hé)電磁流量計一樣(yàng),因儀表流通通道(dao)未設置任何🥰阻礙(ai)件,均屬*流量計,是(shi)适于解決流量測(cè)量困難問題的一(yi)類流☎️量計,特别在(zài)大口徑流量⭕測量(liàng)方面有較♈突出的(de)優點,近年來它是(shì)發展迅速的一類(lèi)流量計之一。
優點(diǎn):
(1)可做非接觸式測(ce)量;
(2)爲無流動阻撓(nao)測量,無壓力損失(shi);
(3)可測量非導電性(xìng)液體,對無阻撓測(cè)量的電磁流量計(jì)是一種補充。
缺點(dian):
(1)傳播時間法隻能(neng)用于清潔液體和(he)氣體;而多普勒法(fǎ)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(kuang):
(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(guai)液、液化天然氣等(děng);
(2)氣體應用方面在(zài)高壓天然氣領域(yù)已有使用良好㊙️的(de)經驗;
(3)多普勒法适(shi)用于異相含量不(bú)太高的雙相流體(tǐ),例如:未處理污水(shuǐ)、工廠排放液、髒流(liú)程液;通常不适用(yòng)于非常清潔的液(ye)體。
[編輯本段]3.8科裏(lǐ)奧利質量流量計(ji)
科裏奧利質量流(liú)量計(以下簡稱CMF)是(shì)利用流體在振🔴動(dòng)管中流動時,産生(shēng)與質量流量成正(zhèng)比的科裏奧利力(li)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(hang)開發供應市場;還(hái)有幾家制造廠組(zǔ)建合🆚資企業或引(yin)用㊙️生産🍓系列儀表(biao)。
熱式氣體質量流(liú)量計
熱式流量計(jì)傳感器包含兩個(gè)傳感元件,一個速(su)度傳感器和一個(ge)溫度傳感器。它們(men)自動地補償和校(xiào)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(dìng)🔴值,使速度傳感器(qi)和測量工況溫度(du)的傳感器之間形(xing)成恒定溫差。當保(bao)持溫差不變時,電(diàn)♉加熱消耗的能量(liang),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(liu)量計即MassFlowMeter(縮寫爲MFM),它(tā)是氣體流量計量(liàng)中新型⛷️儀🔴表,區别(bié)于其它氣體流量(liang)計不需要進行壓(yā)力和溫度修正✉️,直(zhí)接測量氣體的質(zhì)量流量,一支傳感(gǎn)❤️器可以做到量🏃♂️程(cheng)從極低到高量程(cheng)。它适合🈲單一氣體(ti)和固定比例多組(zǔ)份氣體的測量。
熱(rè)式氣體質量流量(liang)計是用于測量和(hé)控制氣體質量流(liu)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(lèi)氣體、可燃性氣體(tǐ)、煙道氣體的監測(cè)。
特點
可靠性高重(zhong)複性好測量精度(dù)高壓損小
無活動(dòng)部件量程比寬響(xiang)應速度快無須溫(wēn)壓補償
應用
•工業(ye)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(chu)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(jì)
與前述幾種不同(tong),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(guan)态流動的水路稱(cheng)作明渠,測量明渠(qú)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(yòng)場所有城市供水(shui)引水渠;火電廠引(yin)🌏水和排水渠、污水(shuǐ)治理流入和排放(fàng)渠;工礦企業水排(pai)放以🌈及水利工程(chéng)和🚩農業灌溉用渠(qú)道。有人估計1995台,約(yue)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(xin)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(ben)東京技術學院研(yan)制适用于石油輸(shū)送管線低導電液(yè)體🍉流🔞量測量的靜(jìng)電流量計。
靜電流(liú)量計的金屬測量(liang)管絕緣地與管系(xì)連接,測量⛷️電容器(qì)上靜電荷便可知(zhi)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(deng)金屬和塑料測量(liàng)管儀表的✍️實流試(shi)驗,試驗表明流量(liang)與電荷之間接近(jìn)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(jī)于流體的動量和(hé)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(ben)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(sù)表式流量傳感器(qi)
(tachmetricflowratesensor)
它是由俄羅斯科(ke)學工程中心工業(ye)儀表公司開發,是(shì)💋基于懸浮☂️效應理(lǐ)論研制的。該儀表(biao)已在若幹現場成(cheng)🤩功的應用(例如在(zài)核電站安裝2000餘台(tai)測量熱水流量,連(lian)🈲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(yi)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(shang)設計創新;提高儀(yí)表零點穩定性和(hé)🥰度等🌍性能♋;增加測(cè)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(zhen)動幹擾能力等。
5.2電(diàn)磁流量計(EMF)
EMF從50年代(dai)初進入工業應用(yòng)以來,使用領域日(ri)益擴展,80年代後㊙️期(qī)🏒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(zhan)迅速,1994年銷售估計(jì)爲6500~7500台。國内已生産(chǎn)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(nián)代後期起在各國(guo)流量儀表銷售金(jin)額中已占4%~6%。1992年世界(jiè)範圍估計銷售量(liàng)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(zài)精度、功效及可靠(kào)方面達到了無比(bǐ)程度的傳感元件(jiàn)。
6,結論
由上述可知(zhi),流量計發展到今(jīn)天雖然已日趨成(cheng)熟,但其種類仍然(ran)極其繁多,至今尚(shàng)無一種對于任何(hé)場合都适用的流(liú)量計。
每種流量計(jì)都有其适用範圍(wéi),也都有局限性。這(zhè)就🆚要求我們:
(1)在選(xuǎn)擇儀表時,一定要(yao)熟悉儀表和被測(ce)對象兩方面的情(qíng)況🐅,并要兼顧考慮(lü)其它因素,這樣測(cè)量才會準确;
(2)努力(li)研制新型儀表,使(shǐ)其在現有的基礎(chǔ)上更加完善。
差壓(yā)式流量計
差壓式(shi)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(yi)表。DPF由一次裝置(檢(jian)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(xing)式對DPF分類,如孔扳(ban)流量計、文🥰丘裏管(guan)流量計及均速管(guǎn)流量計等。二次裝(zhuāng)置爲各種機械、電(diàn)子、機電一體式差(cha)壓計📱,差壓變送器(qì)和流量顯示及計(ji)☀️算儀表,它已發展(zhan)爲三化(系🌏列化、通(tōng)用化及标♍準化)程(cheng)度很高的種類規(guī)格龐雜的一大🈲類(lei)儀表。差壓計既可(kě)👈用于測量流量🧑🏽🤝🧑🏻參(can)數,也可測量其他(tā)參🔱數(如壓力、物位(wèi)、密度等)。
DPF按其檢測(cè)件的作用原理可(kě)分爲節流式、動壓(ya)頭式、水力阻力式(shì)、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(cè)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(zhuang)置是指按照标準(zhǔn)文件設計、制造、安(ān)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(zhì)是成熟程度較差(cha),尚未列入标準文(wén)件中的檢測件。
标(biao)準型節流式DPF的發(fā)展經過漫長的過(guo)程,早在20世紀20年代(dài),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(xian)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(zhun)孔闆亦曾稱爲ISAl932孔(kong)闆。節流裝置結構(gòu)形式的标❤️準化有(you)很深遠的意義,因(yīn)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(zhuang)置*個标準誕生了(le)。ISO5167總結了幾十年來(lái)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(ying)了此類檢測件的(de)🥵當代科學與生産(chǎn)的技術水平。但❌是(shì)從ISO5167正式頒布之日(ri)起,它就暴露出許(xu)多亟待解決的問(wèn)題,這些問題🌈主要(yao)有以下幾個方面(miàn)。
1)ISO5167試驗數據的陳舊(jiu)性ISO5167中采用的數據(ju)大多是30年代的試(shi)驗♋結果,今🔱天無論(lùn)節流裝置制造技(jì)術,流量試驗設備(bèi)及實驗技術都有(yǒu)巨大的進步,重新(xin)進行系統地試驗(yan)以獲得更高度及(ji)更可靠的數據是(shi)必要的。進入80年代(dài)美國和歐🔆洲都進(jìn)行大規模的試驗(yan),爲修訂ISO5167打下基礎(chǔ)😄。
2)ISO5167中關于直管段長(zhang)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(guan)段長度的規定有(you)不同意見🐅,這個問(wen)題應是ISO5167修訂的主(zhu)要問題之一。
3)ISO5167中各(ge)項規定的科學性(xing)問題影響節流裝(zhuang)置流出系數🏃♀️的🌐因(yin)素特🌈别多,主要有(yǒu)孔徑與管徑的比(bǐ)值β、取壓裝置、雷諾(nuo)數、節流件安裝偏(pian)心度、前後阻流件(jian)類型及直管段長(zhang)度、孔闆入口邊緣(yuan)尖銳度、管壁粗糙(cāo)度、流體流動湍流(liú)度等,衆多因素影(yǐng)響錯綜複雜,有的(de)參數難以直接測(cè)量,因此标準中有(yǒu)些規定并非科學(xue)地确定,而是爲了(le)取得一緻,不得不(bu)人爲地确定。流量(liang)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(liú)速分布及流動調(diao)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(jì)中占有重要地位(wei),提高其測量度意(yì)義重大。曆次學術(shù)會議認爲必須使(shǐ)流量測量工作者(zhě)、流體力學與計💃算(suàn)機技👣術工作者緊(jin)密合作共同攻關(guān)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(zhōu)爲歐共體實驗計(jì)劃(EECExperimentalProgram),美國爲API實驗計(ji)劃(APIExperimentalProgram)。試驗的目的是(shì)用現代測試設備(bei)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(wei)👅修訂ISO5167打下⭐技術基(ji)礎。1999年ISO發出ISO5167的💰修訂(dìng)稿(ISO/CD5167-1-4),該文件爲委員(yuan)會草案,它在技術(shù)内容與編輯上都(dou)有👉很大改動,是💜一(yi)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(shi)會議認爲尚有細(xì)節問題應再商榷(que)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(xin)标準在标🎯準的兩(liǎng)個核心内容皆有(yǒu)實質性變化,一🚶是(shi)孔闆的流出系數(shu)公式,用Reader-Harris/Gallagher計算式(R-G式(shì))代替Stolz計算式,另一(yi)爲節流裝置上遊(yóu)側直管段長😄度的(de)規定以及流動調(diào)整器的使用等。
我(wo)們通常稱ISO5167(GB/T2624)中所列(liè)節流裝置爲标準(zhǔn)節流裝置,其他的(de)都稱爲非标準節(jie)流裝置,應該指出(chū),非标準節流裝置(zhì)不僅是指那些節(jiē)流裝置結構與标(biāo)難節流裝置相異(yi)的,如果标準節流(liú)裝🌐置在偏離标準(zhǔn)條件下工作亦應(yīng)稱爲非标準節流(liu)裝置,例如,标準孔(kong)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(zhǔn)節流裝置大緻有(yǒu)以下一些種類:
1)低(di)雷諾數用1/4圓孔闆(pan),錐形入口孔闆,雙(shuang)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(zhòng)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(cáng))孔闆;
5)端頭節流裝(zhuāng)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(xìng)加載可變面積可(ke)變壓頭流量計(線(xian)性孔闆);
7)毛細管節(jie)流件層流流量計(ji);
8)脈動流節流裝置(zhi);
9)臨界流節流裝置(zhi)音速文丘裏噴嘴(zui);
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(qiú),十餘年來ISO亦在不(bú)斷制訂有關非标(biao)準節流裝🌂置的技(ji)術文件,在它們不(bu)能成爲正式标準(zhǔn)之前作👨❤️👨爲技術報(bào)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(jìn)升爲标準型的。
20世(shì)紀90年代中後期世(shì)界範圍内各式DPF銷(xiao)售量在流量儀🔞表(biao)總量中台數占50%-60%(每(měi)年約百萬台),金額(e)占30%左右。我國銷售(shou)台數約占流量儀(yí)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(gōng)作原理
2.1基本原理(lǐ)
充滿管道的流體(ti),當它流經管道内(nèi)的節流件時,如圖(tú)🍓4.1所示,流速将在節(jie)流件處形成局部(bù)收縮,因而流速增(zēng)加,靜壓力降低,于(yú)是在節流件前後(hòu)便産生了壓差。流(liú)體流量愈大,産生(sheng)的壓差愈大,這樣(yàng)可依據🔴壓差來衡(heng)量流量的❄️大小。這(zhè)種💚測量方法是以(yǐ)流動連續性方程(chéng)📞(質量守恒定律)和(he)伯努利方程(能量(liang)守恒定律)爲基礎(chu)的。壓差的大小不(bu)僅與流量還與其(qi)他許多因🍓素有關(guan),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(zai)同樣大小的📐流量(liang)下産生的壓差也(ye)是不同的。
圖4.1孔闆(pan)附近的流速和壓(yā)力分布
2.2流量方程(chéng)
式中qm--質量流量,kg/s;
qv--體(tǐ)積流量,m3/s;
C--流出系數(shù);
ε--可膨脹性系數;
β--直(zhí)徑比,β=d/D;
d--工作條件下(xia)節流件的孔徑,m;
D--工(gōng)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(cān)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(du)對流量總精度影(yǐng)響較大,誤差值一(yi)般應控制在±0.05%左右(you),還應計及工作溫(wēn)度對材料熱膨脹(zhang)的影響。标準規定(dìng)管道内徑D必須實(shí)測,需在上遊📱管段(duàn)的幾個截面上進(jìn)行多次測量求其(qí)平均值,誤差不應(ying)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(suo)帶來的嚴重影響(xiǎng)👄。因此,當不是成套(tao)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(zhi),亦就是說,當追♌求(qiú)差壓變送器高精(jīng)度等級時,絕不要(yào)忘記ρ的測量精度(du)🌍亦應與之🔴相匹配(pèi)。否則P的提高将會(huì)被ρ的降低所抵消(xiāo)。
3)P差壓P的測量不應(yīng)隻限于選用一台(tái)高精度差壓變送(song)🐆器。實際⛹🏻♀️上差壓變(bian)送器能否接受到(dào)真實的差壓值還(hai)㊙️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(shi)用是✌️保證獲💚得真(zhen)實差壓值的關鍵(jiàn),這些影響因素很(hen)多是難以定🥵量或(huo)定性确定的,隻有(you)加強制造及⭐安裝(zhuāng)的規範化工作才(cai)能達到目的。
(2)統計(ji)量
1)C統計量C是無法(fa)實測的量(指按标(biao)準設計制造安裝(zhuang)📱,不經校💜準使用),在(zài)現場使用時zui複雜(zá)的情況出現在實(shí)際的C值與标準确(que)🌈定的C值不相符合(hé)。它們的偏離是由(you)設🔞計、制造🌈、安裝及(jí)使用一系列因素(su)造成的。應該明确(que),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(néng)定性估計(不确定(ding)度的幅值與方向(xiàng))。但是在現實中,有(yǒu)時☁️不僅是一個條(tiáo)件偏離,這就帶來(lái)非常複雜的情🐕況(kuang),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(tóng)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(duì)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(tā)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(wù)差;其♌二爲由于流(liu)量變化ε值将随之(zhī)波動帶來的誤差(cha)。一般在低靜壓高(gao)差壓情況,ε值有不(bu)可✂️忽略的誤差。當(dang)P/P≤0.04時,ε的誤差可忽略(lue)不計。
3分類
差壓式(shì)流量計分類如表(biǎo)4.1所示。
表4.1差壓式流(liú)量計分類表
分類(lèi)原則分類類型
按(an)産生差壓的作用(yong)原理分類1)節流式(shì);2)動壓頭式;3)水力阻(zǔ)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(zui);3)經典文丘裏管🈚;4)文(wen)丘裏噴🈲嘴;5)錐形入(ru)口孔闆;6)1/4圓孔闆;7)圓(yuán)缺孔闆;8)偏心孔🚶闆(pǎn);9)楔形孔闆;10)整體(内(nèi)藏)孔闆;11)線性孔闆(pan);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(zhi);17)臨界流節流裝置(zhi)
按用途分類1)标準(zhun)節流裝置;2)低雷諾(nuo)數節流裝置;3)髒㊙️污(wū)流節流裝置;4)低壓(yā)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(lin)界流節流裝置;
3.1按(an)産生差壓的作用(yòng)原理分類
1)節流式(shi)依據流體通過節(jie)流件使部分壓力(lì)能轉變🌈爲動能以(yi)産生差壓的原理(li)工作,其檢測件稱(chēng)
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(li)工作,如均🥵速管流(liu)量計。
3)水力阻力式(shì)依據流體阻力産(chǎn)生的壓差原理工(gōng)作,檢測💃件爲毛細(xì)管束,又稱層流流(liu)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(ya)☎️差工作,如彎管流(liu)量計,環形管流量(liàng)
計等。
5)動壓增益式(shì)依據動壓放大原(yuan)理工作,如皮托-文(wen)丘裏管。
6)射流式依(yī)據流體射流撞擊(ji)産生原理工作,如(ru)射流👌式💋差壓流量(liàng)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(kǒng)闆,其軸向截面如(rú)圖🧡4.2所示。孔闆是一(yī)塊加工成圓形同(tong)心的具有銳利直(zhí)角邊緣㊙️的薄闆。孔(kong)闆開孔的上遊側(cè)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(ge)方向🐅的任一個方(fāng)向測量🐉流量,可采(cai)用🌈對稱孔闆,節流(liú)孔的兩個邊緣均(jun1)符合直角邊緣孔(kong)闆上遊邊緣的特(tè)性,且孔闆全部厚(hou)度不超過節流孔(kong)的厚度。
圖4.2标準孔(kong)闆
圖4.3孔闆的三種(zhong)取壓方式
2)标準噴(pēn)嘴有兩種結構形(xing)式:ISA1932噴嘴和長徑噴(pēn)嘴。
a.ISA1932噴嘴(圖4.4)上遊面(miàn)由垂直于軸的平(píng)面、廓形爲圓周的(de)兩段🥰弧線所确定(ding)的收縮段、圓筒形(xing)喉部和凹槽組成(cheng)的噴嘴。ISA1932噴嘴的取(qu)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(miàn)由垂直于軸的平(píng)面、廓形爲1/4橢圓的(de)收縮段、圓筒形喉(hou)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(yā)一種。
3)經典文丘裏(li)管由入口圓筒段(duan)A、圓錐收縮段B、圓筒(tǒng)形喉部C和圓錐擴(kuo)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(jie)構📐形式:①具有粗鑄(zhù)收縮段的;②具有機(ji)械加工收縮段的(de);③具有鐵闆焊接收(shōu)㊙️縮段的。不同💰結構(gòu)形式的L1、L2、R1、R2與D、d的關系(xi)如表4.2所示。
4)文丘裏(lǐ)噴嘴由進口噴嘴(zui)、圓筒形喉部及擴(kuò)散段組成,如🔞圖4.7所(suǒ)示💃🏻。
5)錐形入口孔闆(pan)錐形入口孔闆與(yu)标準孔闆相似,相(xiang)當于🛀一✔️塊倒裝的(de)标準孔闆,其結構(gòu)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(rù)口直徑)
3R1=1.375D+20%R1<0.25DR1=0,焊縫除外(wai)
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(wen)丘裏噴嘴
圖4.8錐形(xíng)入口孔闆
1一環隙(xi);2-夾持環;3一上遊端(duān)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(shēng)波在流動的流體(ti)中傳播時就載上(shang)流體流速的信息(xi)。因🏃♀️此🔆通過接收到(dào)的超聲波就可以(yi)檢測出㊙️流體的流(liú)速,從而換算成流(liu)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(bú)同類型的超聲波(bo)流量計。起聲波流(liú)量計是近十幾年(nián)來随着集成電路(lù)技術迅速發展才(cái)開始應用的一種(zhong)
非接觸式儀表,适(shì)于測量不易接觸(chu)和觀察的流體以(yǐ)及大管徑流量。它(tā)與水位計聯動可(kě)進行敞開水流的(de)流量測量。使用超(chao)聲波流量比不用(yong)在流體中安裝測(ce)㊙️量元件故不會改(gai)變流體的流動狀(zhuang)态,不産生附加阻(zǔ)力,儀表的安裝及(jí)檢修均可不影響(xiǎng)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(dà)管徑、大流量測量(liang)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(zao)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(liang)計均可避免。因爲(wèi)各類超聲波流量(liang)計均可管👣外安裝(zhuāng)、非接觸測流,儀表(biao)造價基本上與被(bèi)測管道口徑大小(xiao)❓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(yue)大超聲波流量🈲計(jì)比相同功能🤩其它(ta)類型流量計的🚶♀️功(gong)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(xiàng)介質的流量,故可(kě)用于下水道及排(pai)污水等髒污流的(de)🤩測量。在發電廠中(zhōng),用便攜式超聲波(bō)流量計測量水輪(lún)機進水量、汽輪🍉機(ji)循環水量等大管(guan)徑流量,比過去的(de)皮脫管流速計方(fang)便得✉️多。超聲被流(liú)量汁也可用🧡于氣(qì)體測量。管徑的适(shì)用範圍從2cm到5m,從幾(ji)米寬的明渠、暗渠(qú)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(bú)受被測流體溫度(du)、壓力、粘度、密度等(deng)參數的影響,又可(kě)制成🧡非接觸及🔞便(bian)攜📐式測量儀表,故(gu)可解決其它類💋型(xing)儀表所難以✏️測量(liàng)的強腐蝕性、非導(dǎo)🥵電性、放射性及易(yi)燃易爆介質的流(liú)量測量問題。另外(wài),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(zhǒng)管徑✌️測量和多種(zhǒng)流量範圍測量。超(chao)✌️聲波流量計的适(shì)應能力也是其它(ta)儀表不可比拟的(de)。超聲💯波流量計具(ju)有上述一些優點(diǎn)因此💃🏻它越來越受(shòu)到重視并且向産(chan)品系列化、通用化(hua)發展,現已制成不(bú)同聲道的标準型(xing)、高溫型、防爆型、濕(shi)式型儀表以适應(ying)不同介質,不同場(chǎng)合和不同管道條(tiáo)件的流量⭕測量。
超(chao)聲波流量計目前(qián)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(néng)器與管道之間的(de)耦合材料耐溫程(chéng)度的限制,以及高(gāo)溫下被測流體傳(chuan)聲速㊙️度的原🤞始數(shù)據💃🏻不全。目前我國(guo)隻能用于測量200℃以(yǐ)下的流🔴體。另外,超(chāo)🛀🏻聲波流量計的測(ce)量線路比一般流(liú)量計複雜。這是因(yin)爲,一般工業計量(liang)♋中液體的流速常(cháng)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(su)(流量)變化帶給👅聲(shēng)速的變化量zui大也(ye)是10-3數量級.若要求(qiú)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(xian)路才能實現❓,這也(ye)正是☂️超聲波流量(liang)計隻有在集成電(diàn)路技術迅速發展(zhan)的前題下才能得(de)到實際應用的原(yuan)因。
超聲波流量計(jì)由超聲波換能器(qi)、電子線路及流量(liang)顯示✌️和💚累💛積系統(tǒng)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(zhōng),接收器接收到的(de)超聲波信号,經電(dian)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(háng)顯示和積算。這樣(yàng)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(yòng)壓電材料的壓電(dian)🧑🏾🤝🧑🏼效應,采用适出的(de)發射電路把電能(neng)加到發射換能器(qi)的壓電元件上,使(shǐ)其産生超聲波振(zhen)勸。超聲波以某一(yī)角💋度射入流體中(zhōng)傳播,然後由接收(shōu)換能器接收,并經(jing)壓電元件變爲電(dian)能,以便檢測。發射(shè)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(bo)以合适🏃的角度射(shè)入到流體中,需把(ba)元🍉件故人聲楔中(zhōng),構成換能器整體(tǐ)(又稱探頭)。聲楔的(de)材料不僅要求強(qiáng)度高、耐老化,而且(qiě)要求超聲波經聲(sheng)楔後能量損失小(xiǎo)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(cha)☎️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(liu)量計的電子線路(lù)包括發射、接收、信(xin)号處理🔞和✂️顯示電(diàn)路。測得的瞬時流(liú)量和累積流量值(zhí)用💞數字量或模拟(ni)量顯示。
根據對信(xìn)号檢測的原理,目(mù)前超聲波流量計(ji)大緻可🌈分傳播速(sù)度差法(包括:直接(jiē)時差法、時差法、相(xiàng)位差法、頻差法)波(bō)🧑🏾🤝🧑🏼束偏移法🏃♀️、多普勒(le)法、相關法、空間濾(lǜ)波法及噪聲法等(deng)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(jiao)低,适于在流量測(cè)量💃準确度要求不(bu)高的場合使用。由(you)于直接時差法、時(shí)差法、頻差法和相(xiang)位差法的基本原(yuan)理都是通過測量(liàng)超聲波脈沖順流(liú)和逆流傳報時速(su)度之差來反映流(liu)體的流速的,故又(you)統稱爲傳播🔴速度(dù)差法。其中頻差法(fǎ)和時差法克服了(le)聲速随流體溫度(du)🍓變化帶來的誤差(cha),準确度較高,所以(yǐ)被廣泛采用。按照(zhào)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(fǎ)(交叉法)等🏒。波束偏(pian)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(yong)☂️性不大.多普勒法(fa)是💰利用📱聲學多普(pǔ)勒原理,通🏃🏻♂️過測量(liang)不均勻🌈流體中散(sàn)射體散射的超聲(shēng)波多普
勒頻移來(lái)确定流體流量的(de),适用于含懸浮顆(ke)粒、氣泡等㊙️流體流(liú)🌂量測量。相關法是(shì)利用相關技術測(ce)量流量,原理上,此(ci)法的測量準确度(du)與流體中的聲速(sù)👣無關,因🐕而與流體(tǐ)溫度🐉,濃度等無關(guān),因✊而測量準确🔴度(dù)高,适用範圍廣。但(dan)相關器價格貴,線(xiàn)路🈲比較複雜。在微(wēi)處理機🌂普及應用(yòng)後,這個缺點可以(yǐ)克服。噪聲法(聽音(yīn)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(biǎo)示流速🐪或流量值(zhí)。其方法簡單,設備(bèi)價格便🔞宜💘,但準确(que)度低。
以上幾種方(fang)法各有特點,應根(gen)據被測流體性質(zhì).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(you)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(hěn)大時才采用直接(jiē)時差法。對👈換能器(qì)安裝方法的選擇(zé)原則一般是:當流(liú)體沿管✂️軸平行流(liu)動時,選用Z法;當流(liu)動方向與管鈾不(bu)平行📐或管路安裝(zhuāng)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(yong)多聲👅道(例如雙聲(sheng)道或四聲道)來👌克(kè)服流速擾動帶♉來(lái)的流量測量誤差(chà)。多普勒法适于測(ce)量兩相流,可避免(mian)常規儀表由懸浮(fú)粒或氣泡造成的(de)堵塞、磨損、附着而(ér)🙇♀️不能🧑🏾🤝🧑🏼運行的弊病(bing),因而得以迅速發(fā)展。随着工業的發(fa)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(děng)節能方法的發展(zhǎn),都爲多普勒超聲(sheng)波流量計應用開(kāi)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(liàng)計、渦輪流量計、孔(kong)闆流量計、V錐流量(liang)㊙️計、金屬轉子流量(liang)計、玻璃轉子流量(liàng)計、旋進旋渦💔流量(liang)計、橢圓齒輪流量(liàng)計、均速🌈管流量計(ji)、超🌈聲波流量計等(deng)。它們的安裝條件(jian)對直管段的要求(qiu)⭐V錐流量計是zui低,而(ér)電磁、渦街、孔闆等(deng)對直管段要求就(jiu)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(guǎn)段要求就更高,zui高(gāo)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(kao)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(kuàng)的流量計。
現在流(liú)量計所需要的參(cān)數:
1、被測量的介質(zhì)
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(zhi)的流量
5、要求的測(cè)量精度
6、現場工礦(kuàng)情況
聯系方式(shi)
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