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測(ce)量不同的介(jiè)質選擇不同(tong)的流量計
發(fa)布日期:2025-12-01 浏覽(lan)次數:5344
工控摘(zhai)要:
爲了保證(zhèng)流量儀表在(zài)生産現場過(guò)程中發揮、zui的(de)使用✉️,流量🔴計(ji)的選擇,必須(xu)要根據生産(chǎn)現場需要計(jì)量的介⭕質而(ér)定。一、氣體介(jiè)質🆚,應選擇的(de)流量計品種(zhǒng)是😘:1、超聲波氣(qi)體流量計。2、渦(wō)🔴街流量計。如(rú)氣體溫度超(chao)過300℃,可選氣壓(yā)式流量計。二(èr)、石油、柴油等(děng)油品介質,應(yīng)選🤞擇的流量(liang)計㊙️品種是:超(chao)聲波流量計(jì)。三🧑🏽🤝🧑🏻、砂漿、電粉(fěn)漿🌏等大濃度(dù)、固體顆粒含(han)量大的㊙️介質(zhi),應選擇的流(liu)量計品種是(shi):電磁流量計(ji)。四、自來水大(dà)🈲流量的介質(zhi),應👨❤️👨選擇的流(liú)量計品種是(shì):适用選型爲(wei)智能電磁流(liu)量計、超聲波(bo)流量計。其他(tā)諸如渦📱街流(liú)量計、孔闆流(liu)量計等也可(ke)以。五、污🍓水、紙(zhǐ)漿📱等渾濁液(ye)體介質,應選(xuan)擇的流量計(ji)品♍種是:1、超聲(sheng)波流量計及(jí)智能電磁流(liu)量🧡計。但在選(xuan)用電磁流量(liang)計時要☀️考📱慮(lü)液體中不含(hán)較多空氣或(huo)氣泡。六、帶有(you)較多氣泡的(de)液體介質,應(yīng)選擇的流量(liàng)計品種是:超(chao)聲波流量計(ji)🔅,使用該類型(xíng)💜的流量計測(ce)量帶有氣💃🏻泡(pao)的流體,效果(guo)十🛀🏻分好。七、純(chún)淨水、除鹽水(shui)等電導率低(di)的介質,應選(xuǎn)擇的流量計(jì)品種是:超聲(sheng)波流量計非(fei)常适合測量(liàng)這類流體。八(bā)、酸👅、堿液等強(qiáng)腐蝕性介質(zhi),應選擇的流(liu)量🆚計品種是(shi):1、抗酸堿内襯(chèn)的電磁流量(liàng)計。2、外夾式超(chāo)聲波流量計(ji)。
用以測量管(guǎn)路中流體流(liu)量(單位時間(jian)内通過的流(liu)體體😘積)的儀(yi)表。有轉子流(liú)量計、節流式(shì)流量計、細縫(feng)流量計、容積(ji)流量計🤩、電磁(ci)流量計、超聲(shēng)波流量計和(hé)堰等。
流量測(ce)量方法和儀(yi)表的種類繁(fán)多,分類方法(fǎ)也很多。至🤩今(jīn)爲🔞止,可供工(gong)業用的流量(liang)儀表種類達(da)60種之🙇♀️多。品種(zhǒng)如此之🚶♀️多的(de)原因就在于(yú)至今還沒找(zhao)到一種對任(rèn)何流體、任何(hé)量🏒程、任何流(liu)動狀态以及(jí)任何使用條(tiao)件都适用的(de)🌈流量儀表。
這(zhe)60多種流量儀(yí)表,每種産品(pǐn)都有它特定(ding)的适用性,也(yě)都有它㊙️的局(jú)限性。按測量(liàng)對象劃分就(jiù)有封閉管道(dao)和💘明渠🏃♂️兩大(da)💁類;按測量目(mù)的又可分爲(wèi)總量測量和(hé)流量測量,其(qí)儀表分别稱(cheng)作💃總量表和(hé)流量計。
總量(liang)表測量一段(duan)時間内流過(guò)管道的流量(liàng),是以短暫時(shi)間内流過的(de)總量除以該(gai)時間的商來(lai)表示,實際上(shang)流量計通常(cháng)亦備有累積(ji)流量裝置,做(zuò)總量表使用(yòng),而總量表亦(yi)備有流量發(fā)訊裝置。因此(ci),以嚴格意義(yì)來分✏️流量計(ji)和總量表已(yi)無實際意義(yi)。
按測量原理(lǐ)分有力學原(yuan)理、熱學原理(lǐ)、聲學原理、電(dian)💋學㊙️原理🔞、光學(xué)原理、原子物(wù)理學原理等(deng)。
按照目前zui流(liú)行、zui廣泛的分(fen)類法,即分爲(wèi):容積式流量(liang)計🐕、差壓💛式流(liu)量計、浮子流(liu)量計、渦輪流(liu)量計、電磁流(liu)量計、流體振(zhen)蕩流量計中(zhong)的渦街流量(liang)計、質量流量(liàng)計和插入式(shì)流量計、探針(zhen)式流量計,來(lai)分别闡述各(gè)種流量計的(de)原理、特點、應(yīng)用概況及國(guó)内外的發展(zhan)情況。
差壓式(shì)流量計是根(gēn)據安裝于管(guan)道中流量檢(jiǎn)測件💞産生的(de)差💋壓,已知的(de)流體條件和(he)檢測件與管(guǎn)道的💃幾何尺(chi)寸來計算流(liú)量的✔️儀表。
差(chà)壓式流量計(jì)由一次裝置(zhì)(檢測件)和二(er)次裝置(差💛壓(yā)轉👉換和流量(liàng)顯示儀表)組(zǔ)成。通常以檢(jian)測件形式對(dui)差壓式流量(liang)計分類,如孔(kǒng)闆流量計、文(wén)丘裏流量✂️計(jì)、均速管流量(liàng)計等。
二次裝(zhuāng)置爲各種機(jī)械、電子、機電(dian)一體式差壓(yā)計,差🏃♂️壓變🙇🏻送(sòng)器及流量顯(xian)示儀表。它已(yǐ)發展爲三化(hua)(系列化、通用(yòng)化及标準化(hua))程度🏃🏻♂️很高的(de)、種類規格龐(páng)雜的一大類(lèi)儀表,它既可(ke)測🏒量流量參(can)數,也⛷️可測量(liàng)其它參數(如(rú)壓力、物位、密(mì)度等)。
差壓式(shì)流量計的檢(jiǎn)測件按其作(zuo)用原理可分(fen)爲:節流裝置(zhi)、水力阻力式(shi)、離心式、動壓(ya)頭式、動壓頭(tou)增益式及射(shè)流式幾大類(lei)。
檢測件又可(kě)按其标準化(hua)程度分爲二(er)大類:标準的(de)🌈和非标準的(de)。
所謂标準檢(jiǎn)測件是隻要(yào)按照标準文(wén)件設計、制造(zao)、安裝📞和❌使用(yòng),無須經實流(liú)标定即可确(què)定其流量值(zhi)㊙️和估算測量(liàng)誤差。
非标準(zhun)檢測件是成(cheng)熟程度較差(cha)的,尚未列入(rù)标準中💁的檢(jian)測件。
差壓式(shì)流量計是一(yī)類應用zui廣泛(fan)的流量計,在(zài)各類流量儀(yi)☀️表中其使用(yong)量占居*。近年(nian)來,由于各種(zhǒng)新型流量計(ji)的問世🐆,它的(de)使用量百分(fen)數逐漸下降(jiang),但目前仍是(shi)🌈zui重要的🐕一類(lèi)流量計。
優點(diǎn):
(1)應用zui多的孔(kong)闆式流量計(jì)結構牢固,性(xìng)能穩定可靠(kao)🈲,使用壽命長(zhang);
(2)應用範圍廣(guǎng)泛,至今尚無(wú)任何一類流(liu)量計可與之(zhi)✨相👄比拟;
(3)檢測(ce)件與變送器(qì)、顯示儀表分(fen)别由不同廠(chang)家生産,便于(yu)規模經濟生(shēng)産。
缺點:
(1)測量(liang)精度普遍偏(pian)低;
(2)範圍度窄(zhǎi),一般僅3:1~4:1;
(3)現場(chǎng)安裝條件要(yào)求高;
(4)壓損大(dà)(指孔闆、噴嘴(zuǐ)等)。
注:一種新(xīn)型産品:引進(jin)美國*而開發(fā)的平衡流量(liang)計,這種流量(liàng)✊計的測量精(jing)度是傳統節(jie)流裝置的5-10倍(bei),*壓力損失1/3。壓(ya)力恢複快2倍(bèi),zui小直管段可(kě)以小至1.5D,安裝(zhuang)和使用方便(bian),大大👣減少流(liú)體運行的能(néng)力消耗。
應用(yòng)概況:
差壓式(shi)流量計應用(yòng)範圍特别廣(guǎng)泛,在封閉管(guǎn)道的流量測(ce)🏃♀️量中各種對(dui)象都有應用(yong),如流體方面(miàn):單相、混相、潔(jie)淨、髒污、粘性(xìng)流等🐉;工作狀(zhuàng)态方面:常壓(yā)、高壓‼️、真空、常(cháng)溫、高溫、低溫(wen)等;管徑方面(miàn):從幾mm到幾m;流(liú)動條件方面(mian):亞音速、音速(su)、脈動流等🐆。它(tā)在各工業部(bù)門的🧡用量約(yue)占流量計全(quan)部用⭐量的1/4~1/3。
[編(bian)輯本段]3.2浮子(zi)流量計
浮子(zǐ)流量計,又稱(cheng)轉子流量計(ji),是變面積式(shì)流量計的一(yi)☁️種,在一根由(you)下向上擴大(da)的垂直錐管(guan)中,圓形🌈橫截(jie)面的浮子的(de)重力是由液(ye)體動力承受(shòu)的,從而使浮(fu)子‼️可以在錐(zhuī)管内自由地(dì)上升和🏃♀️下降(jiang)。
浮子流量計(jì)是僅次于差(chà)壓式流量計(ji)應用範圍zui寬(kuān)廣的一類流(liu)量計,特别在(zài)小、微流量方(fang)面有舉足輕(qīng)重的作用。
80年(nian)代中期,日本(ben)、西歐、美國的(de)銷售金額占(zhan)流量儀表🌈的(de)👌15%~20%。中國💁産🥰量⛹🏻♀️1990年(nian)估計在12~14萬台(tái),其中95%以上爲(wei)玻璃錐管浮(fu)子流量計。
特(tè)點:
(1)玻璃錐管(guǎn)浮子流量計(ji)結構簡單,使(shi)用方便,缺點(dian)是耐壓力低(dī),有玻璃管易(yì)碎的較大風(fēng)險;
(2)适用于小(xiao)管徑和低流(liu)速;
(3)壓力損失(shi)較低。
[編輯本(ben)段]3.3容積式流(liú)量計
容積式(shi)流量計,又稱(cheng)定排量流量(liang)計,簡稱PD流量(liàng)計,在流量儀(yí)表中💰是精度(du)zui高的一類。它(ta)利用機械測(ce)量元件把流(liú)體連續不斷(duàn)地分😄割成單(dān)個已知的體(tǐ)積部分,根據(jù)測量室逐次(cì)重🔱複地充滿(mǎn)和排放該體(ti)積部分流體(ti)的📐次數來測(cè)⁉️量流體體積(jī)總量。
容積式(shì)流量計按其(qi)測量元件分(fèn)類,可分爲橢(tuo)圓齒輪流量(liang)計、刮闆流量(liang)計、雙轉子流(liú)量計、旋轉活(huó)塞流💋量計、往(wang)複活塞流量(liàng)計、圓盤流量(liàng)計、液封轉筒(tǒng)式流量計、濕(shī)📞式氣量計及(jí)膜式氣量計(ji)等。
優點:
(1)計量(liàng)精度高;
(2)安裝(zhuang)管道條件對(duì)計量精度沒(mei)有影響;
(3)可用(yòng)于高粘度液(yè)體的測量;
(4)範(fàn)圍度寬;
(5)直讀(du)式儀表無需(xū)外部能源可(ke)直接獲得累(lei)計,總量,清晰(xī)明了🌏,操🤟作簡(jiǎn)便。
缺點:
(1)結果(guǒ)複雜,體積龐(páng)大;
(2)被測介質(zhi)種類、口徑、介(jie)質工作狀态(tài)局限性較大(da);
(3)不适用于高(gāo)、低溫場合;
(4)大(dà)部分儀表隻(zhī)适用于潔淨(jìng)單相流體;
(5)産(chan)生噪聲及振(zhèn)動。
應用概況(kuang):
容積式流量(liàng)計與差壓式(shì)流量計、浮子(zǐ)流量計并列(lie)📧爲三類使用(yong)量zui大的流量(liàng)計,常應用于(yú)昂貴介質(油(yóu)🌈品、天然氣等(deng))的✍️總量測量(liang)。
工業發達國(guo)家近年PD流量(liàng)計(不包括家(jia)用煤氣表和(he)家💃用水表)的(de)㊙️銷售金額占(zhàn)流量儀表的(de)13%~23%;我國約占20%,1990年(nián)産量🐉(不包括(kuo)家用煤氣表(biao)♉)估計爲34萬台(tái),其中橢圓齒(chi)㊙️輪式和腰輪(lún)式分别約占(zhan)70%和20%。
[編輯本段(duan)]3.4渦輪流量計(jì)
渦輪流量計(jì),是速度式流(liú)量計中的主(zhǔ)要種類,它采(cǎi)用多葉片的(de)🏒轉子(渦輪)感(gan)受流體平均(jun1)流速,從而且(qie)❤️推導💜出流量(liàng)或總量的儀(yí)表。
一般它由(yóu)傳感器和顯(xiǎn)示儀兩部分(fen)組成,也可做(zuò)成整體式。
渦(wo)輪流量計和(hé)容積式流量(liang)計、科裏奧利(li)質量流量計(jì)🔞稱爲流量⛱️計(ji)中三類重複(fu)性、精度*的産(chan)品,作爲類💋型(xíng)流⭕量計🥰之一(yī),其産品已發(fā)展爲多品種(zhong)、多系列批🏃🏻量(liang)生産的規模(mó)。
優點:
(1)高精度(du),在所有流量(liang)計中,屬于zui的(de)流量計;
(2)重複(fú)性好;
(3)元零點(dian)漂移,抗幹擾(rao)能力好;
(4)範圍(wei)度寬;
(5)結構緊(jǐn)湊。
缺點:
(1)不能(néng)長期保持校(xiao)準特性;
(2)流體(tǐ)物性對流量(liang)特性有較大(da)影響。
應用概(gai)況:
渦輪流量(liang)計在以下一(yi)些測量對象(xiang)獲得廣泛應(yīng)用:石油、有機(jī)💔液體、無機液(ye)、液化氣、天然(ran)氣和低溫流(liú)體統在🔱歐洲(zhōu)和美國,渦輪(lún)流量計在用(yong)量上是僅次(ci)于孔闆流量(liàng)計的天然計(jì)量儀表💃🏻,僅荷(he)蘭在天然氣(qì)管線上就采(cǎi)用了2600多台各(gè)種尺寸,壓力(lì)從0.8~6.5MPa的♉氣體渦(wō)輪流量計,它(ta)們💋已成爲優(yōu)良的天然氣(qi)計量儀表。
[編(biān)輯本段]3.5電磁(ci)流量計
電磁(cí)流量計是根(gen)據法拉弟電(diàn)磁感應定律(lǜ)制成的一種(zhǒng)測🆚量🌍導電性(xing)液體的儀表(biǎo)。
電磁流量計(jì)有一系列優(yōu)良特性,可以(yi)解決其它流(liu)量計不🌈易♻️應(yīng)用的問題,如(rú)髒污流、腐蝕(shi)流的測量。
70、80年(nián)代電磁流量(liàng)在技術上有(you)重大突破,使(shi)它成爲應用(yòng)廣泛的一類(lèi)流量計,在流(liú)量儀表中其(qí)使用量百分(fen)數不斷上升(sheng)。
優點:
(1)測量通(tōng)道是段光滑(huá)直管,不會阻(zǔ)塞,适用于測(cè)量含固體顆(kē)粒的液固二(er)相流體,如紙(zhǐ)漿、泥漿、污水(shuǐ)等;
(2)不産生流(liú)量檢測所造(zao)成的壓力損(sun)失,節能效果(guǒ)好;
(3)所測得體(tǐ)積流量實際(ji)上不受流體(ti)密度、粘度、溫(wen)度、壓🔆力和電(dian)導率變化的(de)明顯影響;
(4)流(liú)量範圍大,口(kǒu)徑範圍寬;
(5)可(ke)應用腐蝕性(xìng)流體。
缺點:
(1)不(bú)能測量電導(dao)率很低的液(yè)體,如石油制(zhi)品;
(2)不能測量(liàng)氣體、蒸汽和(he)含有較大氣(qì)泡的液體;
(3)不(bú)能用于較高(gao)溫度。
應用概(gai)況:
電磁流量(liàng)計應用領域(yù)廣泛,大口徑(jìng)儀表較多應(ying)用🌈于給排水(shuǐ)工🙇♀️程;中小口(kǒu)徑常用于高(gāo)要求或難測(cè)場合,如鋼鐵(tie)工業高爐風(feng)口冷卻水控(kong)制,造紙工業(yè)測量紙漿液(ye)和黑液,化學(xué)🔞工業的🐪強腐(fǔ)蝕液,有色冶(yě)金工業的礦(kuang)漿;小口徑、微(wēi)小口徑常用(yong)于醫藥工業(yè)、食🏃🏻♂️品工業、生(sheng)物化學等有(you)衛生要求的(de)場所。
[編輯本(běn)段]3.6渦街流量(liàng)計
渦街流量(liàng)計是在流體(tǐ)中安放一根(gēn)非流線型遊(yóu)渦⛱️發生🏃🏻體,流(liu)體在發生體(ti)兩側交替地(di)分離釋放出(chū)兩串規則地(di)交錯排列的(de)遊👅渦的儀表(biao)。
渦街流量計(jì)按頻率檢出(chū)方式可分爲(wei):應力式、應變(bian)式、電容式、熱(rè)⭕敏式、振動體(ti)式、光電式及(ji)超聲式等。
渦(wo)街流量計是(shì)屬于zui年輕的(de)一類流量計(ji),但其發展迅(xun)速,目👈前已成(cheng)爲通用的一(yī)類流量計。
優(yōu)點:
(1)結構簡單(dān)牢固;
(2)适用流(liu)體種類多;
(3)精(jing)度較高;
(4)範圍(wei)度寬;
(5)壓損小(xiao)。
缺點:
(1)不适用(yòng)于低雷諾數(shù)測量;
(2)需較長(zhǎng)直管段;
(3)儀表(biǎo)系數較低(與(yǔ)渦輪流量計(jì)相比);
(4)儀表在(zài)脈動流、多相(xiàng)流中尚缺乏(fa)應用經驗。
[編(biān)輯本段]3.7超聲(shēng)波流量計
超(chao)聲波流量計(jì)是通過檢測(cè)流體流動對(duì)超聲束(或超(chao)聲🐅脈沖)的作(zuo)用以測量流(liú)量的儀表。
根(gen)據對信号檢(jiǎn)測的原理超(chāo)聲流量計可(kě)分爲傳播🛀🏻速(su)度🏃♀️差法(直接(jiē)時差法、時差(cha)法、相位差法(fa)和頻差法)、波(bō)束偏移法、多(duō)普勒法、互相(xiang)關法、空間濾(lü)法及噪聲法(fa)等。
超聲流量(liang)計和電磁流(liú)量計一樣,因(yin)儀表流通通(tōng)道未設置任(ren)何阻礙件,均(jun1)屬*流量計,是(shi)适于解決流(liú)量測量困難(nán)問題的一類(lei)流量計,特别(bié)在大口徑流(liu)量測量方面(miàn)有較☁️突出的(de)優點,近年來(lái)它是發展迅(xùn)速的一類流(liu)量計之一。
優(yōu)點:
(1)可做非接(jie)觸式測量;
(2)爲(wèi)無流動阻撓(nao)測量,無壓力(li)損失;
(3)可測量(liàng)非導電性液(yè)體,對無阻撓(nao)測量的電磁(ci)流量♉計是一(yi)種補充。
缺點(dian):
(1)傳播時間法(fǎ)隻能用于清(qīng)潔液體和氣(qi)體;而多普勒(le)法隻🤟能㊙️用于(yú)測量含有一(yi)定量懸浮顆(ke)粒和氣泡的(de)液體;
(2)多普勒(le)法測量精度(dù)不高。
應用概(gai)況:
(1)傳播時間(jiān)法應用于清(qīng)潔、單相液體(tǐ)和氣體。典型(xing)應用有🐆工廠(chǎng)排放液、:怪液(yè)、液化天然氣(qi)等;
(2)氣體應用(yong)方面在高壓(yā)天然氣領域(yù)已有使用良(liang)好☂️的經‼️驗;
(3)多(duō)普勒法适用(yong)于異相含量(liàng)不太高的雙(shuang)相流體,例如(rú):未處理污水(shuǐ)、工廠排放液(ye)、髒流程液;通(tong)常不适用于(yu)非常清👣潔的(de)液體。
[編輯本(běn)段]3.8科裏奧利(lì)質量流量計(ji)
科裏奧利質(zhi)量流量計(以(yi)下簡稱CMF)是利(li)用流體在振(zhen)動管中流🌈動(dong)時,産生與質(zhi)量流量成正(zhèng)比的科裏奧(ào)利力原理制(zhì)成的一種直(zhi)接式質量流(liu)量儀表。
我國(guó)CMF的應用起步(bù)較晚,近年已(yǐ)有幾家制造(zào)廠(如太行儀(yí)表廠)自行開(kai)發供應市場(chang);還有幾家制(zhì)造廠組建合(hé)🙇♀️資企業或引(yǐn)用生産系列(lie)儀表。
熱式氣(qi)體質量流量(liàng)計
熱式流量(liang)計傳感器包(bāo)含兩個傳感(gan)元件,一個速(su)度傳感器和(hé)一個溫度傳(chuán)感器。它們自(zì)動地補償和(he)校🔴正氣體溫(wēn)✨度變🚶化。儀表(biǎo)的電加熱部(bu)分将速度傳(chuan)感🔅器加熱到(dao)高于工況溫(wēn)度的某一個(gè)定值,使速度(du)傳感器和測(cè)量工況溫度(du)的傳感💯器之(zhi)間形成恒定(ding)溫差。當保持(chí)溫差不變時(shi),電加熱消耗(hào)的能量,也可(kě)以♈說熱消散(sàn)值,與流過氣(qi)體的質量流(liú)量成正比。
熱(rè)式氣體質量(liang)流量計即MassFlowMeter(縮(suō)寫爲MFM),它是氣(qì)體流量計量(liang)🏒中🥰新型💜儀表(biao),區别于其它(tā)氣體流量計(jì)不需要進🔞行(háng)壓力和溫度(dù)修正,直接測(cè)量氣體的質(zhì)量流量,一支(zhi)傳感器可以(yi)做到量程從(cong)極低到高量(liang)程。它适合單(dān)一氣體和固(gù)定比例多組(zu)份氣體的測(cè)😄量。
熱式氣體(ti)質量流量計(jì)是用于測量(liàng)和控制氣體(tǐ)質量流❌量的(de)新型儀表。可(kě)用于石油、化(huà)工、鋼鐵、冶金(jin)、電力、輕工、醫(yī)藥、環保等工(gong)業部門的空(kōng)氣、烴類氣體(ti)、可燃性氣體(tǐ)、煙道氣體的(de)監測。
特點
可(kě)靠性高重複(fú)性好測量精(jing)度高壓損小(xiao)
無活動部件(jiàn)量程比寬響(xiang)應速度快無(wu)須溫壓補償(cháng)
應用
•工業管(guan)道中氣體質(zhì)量流量測量(liang)•煙囪排出的(de)煙氣流速測(cè)量
•煅燒爐煙(yān)道氣流量測(ce)量•燃氣過程(cheng)中空氣流量(liang)測量
•壓縮空(kong)氣流量測量(liang)•半道體芯片(piàn)制造過程中(zhong)氣體流量👨❤️👨測(ce)量
•污水處理(lǐ)中氣體流量(liàng)測量•加熱通(tong)風和空調系(xì)統中的氣體(tǐ)🔴流⛹🏻♀️量測量
•熔(róng)劑回收系統(tǒng)氣體流量測(cè)量•燃燒鍋爐(lu)中燃燒氣體(tǐ)📐流量測量👣
•天(tian)然氣、火炬氣(qi)、氫氣等氣體(tǐ)流量測量
•啤(pi)酒生産過程(cheng)中二氧化碳(tan)氣體流量測(ce)量
•水泥、卷煙(yan)、玻璃廠生産(chǎn)過程中氣體(tǐ)質量流量測(cè)量
如:美國SIERRA
中(zhong)國DSN
3.9明渠流量(liang)計
與前述幾(jǐ)種不同,它是(shì)在非滿管狀(zhuàng)敞開渠道測(cè)量自🏃♂️由表面(mian)🍓自然流的流(liu)量儀表。
非滿(mǎn)管态流動的(de)水路稱作明(ming)渠,測量明渠(qú)中水流💰流量(liang)的稱作明渠(qu)流量計(openchannelflowmeter)。
明渠(qú)流量計除圓(yuan)形外,還有U字(zi)形、梯形、矩形(xíng)等多種形💃🏻狀(zhuàng)🧑🏽🤝🧑🏻。
明渠流量計(ji)應用場所有(you)城市供水引(yǐn)水渠;火電廠(chang)引水🌂和排水(shui)渠、污水治理(lǐ)流入和排放(fàng)渠;工礦企業(ye)✉️水排放以及(jí)水☔利工程和(hé)農業灌溉用(yong)渠道。有人估(gu)計1995台,約占流(liu)量儀表整體(ti)的1.6%,但是國内(nèi)♌應用尚無估(gū)💁計數據。
4,新工(gong)作原理流量(liàng)儀表的研究(jiū)和開發
4.1靜電(dian)流量計
(electrostaticflowmeter)
日本(běn)東京技術學(xue)院研制适用(yong)于石油輸送(sòng)管線低導電(dian)液體流量測(cè)量的靜電流(liu)量計。
靜電流(liu)量計的金屬(shu)測量管絕緣(yuán)地與管系連(lián)接,測量電容(rong)器上靜電荷(hé)便可知道測(ce)量管内的電(diàn)荷。他們分别(bie)作了内🌂徑4~8mm銅(tong)、不鏽鋼等金(jīn)屬和塑料測(cè)量管儀表的(de)實流試驗,試(shì)驗表明流量(liàng)與電荷之間(jiān)接近于線性(xing)。
4.2複合效應流(liú)量儀表
(combinedeffectsmeter)
該儀(yí)表的工作原(yuan)理是基于流(liu)體的動量和(he)壓力作用于(yu)儀表🌈腔體産(chan)生的變形,測(cè)量複合效應(ying)的變形求取(qu)💃流量。本儀表(biao)由✔️美國GMI工程(cheng)和管理學院(yuàn)開發,已申請(qing)兩項。
4.3轉速表(biao)式流量傳感(gǎn)器
(tachmetricflowratesensor)
它是由俄(é)羅斯科學工(gōng)程中心工業(ye)儀表公司開(kai)發,是基于懸(xuán)浮效應理論(lun)研制的。該儀(yí)表已在若幹(gan)現場成功的(de)應用(例如在(zai)核電站安裝(zhuāng)2000餘台測量熱(rè)水流量,連續(xù)使用8年),且還(hái)在改進以擴(kuò)大📧應用領域(yù)。
5,幾種流量儀(yi)表應用和發(fa)展動向
5.1科裏(li)奧利質量流(liu)量計(CMF)
國外CMF已(yǐ)發展30餘系列(liè),各系列開發(fā)在技術上着(zhe)眼點👅在于:流(liu)量檢測測量(liang)管結構上設(she)計創新;提高(gao)儀表零點👌穩(wen)定性和度等(deng)🌂性能;增加測(ce)量管撓度,提(ti)高靈‼️敏度;改(gai)善測量管應(yīng)力分布,降低(di)疲勞損壞,加(jiā)強抗振動幹(gàn)擾能力等。
5.2電(dian)磁流量計(EMF)
EMF從(cong)50年代初進入(rù)工業應用以(yi)來,使用領域(yu)日益擴展,80年(nian)代🏃🏻後期起在(zai)各國流量儀(yi)表銷售金額(e)中已占16%~20%。
我國(guó)近年發展迅(xùn)速,1994年銷售估(gū)計爲6500~7500台。國内(nei)已生産zui大口(kou)徑爲2~6m的ENF,并有(you)實流校驗口(kou)徑3m的設備能(neng)力。
5.3渦街流量(liàng)計(USF)
USF在60年代後(hòu)期進入工業(yè)應用,80年代後(hou)期起在各國(guo)流量儀表銷(xiāo)售金額中已(yi)占4%~6%。1992年世界範(fan)圍估計銷售(shou)量爲3.54.8萬台,同(tong)期國内産☂️品(pin)估計在8000~9000台。
5.4威(wei)力巴流量計(ji)
威立巴流量(liang)計計采用了(le)*符合空氣動(dong)力學原理的(de)工程結構設(shè)計,是一種在(zai)精度、功效及(ji)可靠方面達(dá)到了無比程(chéng)度的傳感元(yuán)💚件。
6,結論
由上(shang)述可知,流量(liang)計發展到今(jīn)天雖然已日(rì)趨成熟,但其(qi)種類✔️仍然極(ji)其繁多,至今(jin)尚無一種對(duì)于任何場合(hé)都适用的流(liú)量💯計。
每種流(liu)量計都有其(qí)适用範圍,也(yě)都有局限性(xing)。這就要求我(wǒ)們:
(1)在選擇儀(yi)表時,一定要(yao)熟悉儀表和(hé)被測對象兩(liang)方面的情況(kuàng),并要兼顧考(kao)慮其它因素(sù),這樣測量才(cái)會🏃準确;
(2)努力(lì)研制新型儀(yi)表,使其在現(xian)有的基礎上(shang)更加完善。
差(cha)壓式流量計(jì)
差壓式流量(liàng)計(以下簡稱(cheng)DPF或流量計)是(shi)根據安裝于(yú)管道中🌈流量(liàng)檢測件産生(shēng)的差壓、已知(zhī)的流體條件(jian)和檢📞測件與(yǔ)管道的幾何(he)尺寸來測量(liàng)流量的儀表(biao)。DPF由一次裝置(zhi)(檢測件)和二(er)次裝置(差壓(ya)轉換和流量(liàng)顯示儀表)組(zu)成。通常以檢(jiǎn)測件❌的型式(shì)對DPF分類,如孔(kong)扳流量計、文(wen)丘裏管流量(liang)㊙️計及均速管(guǎn)流量計等。二(er)次裝置爲各(gè)種🐉機械、電子(zǐ)、機電一體式(shì)差壓計,差壓(yā)變送器和流(liú)量顯示及計(ji)💁算儀表,它已(yi)發展爲三化(hua)(系📧列化、通用(yòng)化及标✔️準化(huà))程度很高的(de)種類規格龐(páng)♻️雜的一大類(lèi)儀表。差壓計(jì)既可用于測(cè)量流量參數(shù)👌,也可測量其(qí)他參數(如壓(yā)力、物位、密度(du)等)。
DPF按其檢測(cè)件的作用原(yuan)理可分爲節(jie)流式、動壓頭(tóu)式🍉、水❓力阻力(lì)㊙️式、離心式、動(dòng)壓增益式和(hé)射流式等幾(jǐ)大⁉️類,其中以(yǐ)節流‼️式和動(dong)壓頭式應用(yòng)。
節流式DPF的檢(jiǎn)測件按其标(biāo)準化程度分(fèn)爲标準型和(hé)非标準🙇🏻型兩(liǎng)大類。所謂标(biao)準節流裝置(zhi)是指按照标(biāo)準文件設計(jì)、制造、安🔴裝和(he)使用,無須經(jing)實流校準即(ji)可确定其流(liu)量值并估算(suàn)流量測量誤(wù)差,非标準節(jiē)☂️流裝置是成(cheng)熟程度較差(cha),尚未✍️列入标(biāo)準☀️文件中的(de)檢測件。
标準(zhǔn)型節流式DPF的(de)發展經過漫(màn)長的過程,早(zao)在20世紀20年代(dài),美國和🥰歐洲(zhou)即開始進行(háng)大規模的節(jiē)流裝置試驗(yan)研究。用得zui普(pu)遍的節👌流裝(zhuāng)置--孔闆和噴(pen)嘴開始标準(zhun)化。現在标準(zhǔn)噴嘴🌈的一種(zhǒng)🎯型式ISAl932噴🍉嘴,其(qi)幾何形狀就(jiu)是30年代标準(zhǔn)化⭐的,而标準(zhǔn)孔闆亦曾✌️稱(chēng)爲ISAl932孔闆。節流(liú)裝置結構形(xing)式的标準化(huà)有很深遠的(de)意義,因爲隻(zhi)有節流裝置(zhi)結構形式标(biāo)準化了,才有(yǒu)可能把👅上衆(zhōng)多研究成果(guo)彙集到一起(qi),它促進檢測(cè)件的理論🏃♀️和(he)實踐向深度(dù)和廣度拓展(zhan),這是其他流(liú)量計所💚不及(jí)的。1980年ISO(标準化(huà)組織)正式通(tōng)🔆過标準ISO5167,至此(ci)流量測量節(jiē)流裝置*個标(biāo)㊙️準誕生💋了。ISO5167總(zǒng)結了幾十年(nián)來上對爲數(shu)有限的幾種(zhǒng)節流裝置(孔(kong)闆、噴嘴和文(wén)丘裏管)的理(li)🏃🏻♂️論與試驗的(de)研究成果,反(fan)映❓了此類檢(jian)測件的當代(dai)科學🌈與生産(chan)的技術水平(píng)。但☂️是從ISO5167正式(shì)頒布之日起(qǐ),它就暴露出(chu)許多亟待解(jiě)決的問題,這(zhè)些問⛷️題主要(yao)有以下幾個(ge)方面。
1)ISO5167試驗數(shu)據的陳舊性(xing)ISO5167中采用的數(shu)據大多是30年(nián)代的試驗結(jie)果,今天無論(lùn)節流裝置制(zhi)造技術,流量(liang)試驗💁設備及(ji)實驗技術都(dōu)有巨大的進(jìn)步,重新進行(háng)系統地試驗(yàn)以獲得更高(gao)度及更可靠(kao)的數😍據是必(bì)要的。進入80年(nián)代🈲美國和歐(ou)洲都進行大(dà)規模的試驗(yan),爲修訂ISO5167打下(xià)基礎。
2)ISO5167中關于(yu)直管段長度(dù)規定的問題(ti)在ISO投票通過(guo)ISO5167時,美國投了(le)✉️反對票,其主(zhǔ)要原因是對(duì)直管段長度(du)的規定有不(bú)同意見,這個(gè)問題應是ISO5167修(xiu)訂的主要問(wen)題之一。
3)ISO5167中各(gè)項規定的科(ke)學性問題影(yǐng)響節流裝置(zhi)流出系數的(de)因素特别多(duō),主要有孔徑(jing)與管徑的比(bi)值β、取壓裝置(zhi)、雷諾數、節流(liú)件🍓安裝偏心(xin)度、前後阻流(liu)件類型及直(zhi)管♉段長度、孔(kǒng)闆入口邊緣(yuan)🈲尖銳度、管壁(bi)粗糙度、流體(tǐ)流動湍流度(du)等,衆多因素(su)影響錯綜複(fú)雜,有的參數(shu)難以直接測(ce)量,因此标準(zhǔn)中有些規定(dìng)并非科學地(dì)确定,而是爲(wei)了取得一緻(zhì),不得不人爲(wèi)地确定。流量(liàng)專家斯賓塞(sai)(E.A.Spencer)提出一系列(liè)應重新檢讨(tǎo)的問題,如📐孔(kong)闆平直度、同(tóng)心💘度、直角邊(bian)緣尖銳度、管(guan)道粗糙度、上(shang)遊流速分布(bù)及流動調整(zheng)器的作用等(deng)。
4)關于節流式(shi)DPF測量度提高(gao)的問題鑒于(yú)節流式DPF在流(liú)量計中🎯占有(you)重要地位,提(ti)高其測量度(du)意義重大。曆(li)次學🌈術會議(yi)認爲必須使(shǐ)🏒流量測量工(gōng)作者、流體力(lì)學與計🚩算機(jī)技術工作者(zhě)緊密合作共(gòng)同攻關才能(néng)解決此問🏃題(tí)。
20世紀80年代美(měi)國和歐洲開(kai)始進行大規(guī)模的孔闆流(liú)量計試驗✌️研(yan)究,歐洲爲歐(ōu)共體實驗計(ji)劃(EECExperimentalProgram),美國爲API實(shí)🚩驗計劃(APIExperimentalProgram)。試驗(yàn)的目的是用(yong)現代測試設(shè)備及試驗數(shu)據的統計處(chù)理技術進行(háng)新一輪的範(fàn)圍廣泛的試(shì)驗研究,爲修(xiu)訂ISO5167打下技術(shu)基礎。1999年ISO發出(chū)ISO5167的修訂稿(ISO/CD5167-1-4),該(gai)文件爲委員(yuan)會草案,它在(zai)技術内容與(yu)🐅編輯上都有(yǒu)很大改動,是(shi)一份全新的(de)标準。本來預(yù)定于2025年12月在(zai)美國丹佛舉(jǔ)行的ISO/TC30/SC2會議上(shàng)審查通過爲(wei)DIS(标準草案),但(dàn)是會議認爲(wei)尚有細✨節問(wèn)題應再商榷(què)而未能通過(guò)。新的ISO5167标準何(hé)時正式頒布(bù)尚不得而知(zhī)。ISO5167新标準📞在标(biāo)準的兩個核(hé)心内容皆有(you)實質性變化(hua),一❄️是孔闆的(de)🏃♀️流出系數公(gong)式,用Reader-Harris/Gallagher計算式(shì)(R-G式👄)代替Stolz計算(suan)式,另一爲節(jie)流裝置上遊(you)側直管段長(zhang)☀️度的規定以(yi)及流動調整(zheng)器的使用等(deng)。
我們通常稱(cheng)ISO5167(GB/T2624)中所列節流(liú)裝置爲标準(zhun)節流裝置,其(qí)他的都稱爲(wei)非标準節流(liú)裝置,應該指(zhi)出,非标準節(jiē)🌈流裝置不僅(jin)是指那些節(jie)流裝置結構(gou)與标難節流(liú)👨❤️👨裝置相異的(de),如✉️果标準節(jiē)流裝置在偏(pian)離标準條件(jiàn)下工作亦應(ying)稱爲非♉标準(zhǔn)節流裝置,例(lì)如,标準孔闆(pǎn)🐆在混相流或(huo)标準文丘裏(li)噴嘴在臨界(jie)流下工作的(de)☔都是。
目前非(fei)标準節流裝(zhuāng)置大緻有以(yǐ)下一些種類(lei):
1)低雷諾數用(yòng)1/4圓孔闆,錐形(xíng)入口孔闆,雙(shuāng)重孔闆,雙斜(xie)🧡孔闆,半圓孔(kong)闆等;
2)髒污介(jie)質用圓缺孔(kong)闆,偏心孔闆(pǎn),環狀孔闆,楔(xiē)形孔闆,彎⭐管(guan)節流件等;
3)低(dī)壓損用羅洛(luò)斯管,道爾管(guan),道爾孔闆,雙(shuang)重文丘裏噴(pēn)嘴,通用文丘(qiu)裏管,Vasy管等;
4)小(xiao)管徑用整體(tǐ)(内藏)孔闆;
5)端(duān)頭節流裝置(zhì)端頭孔闆,端(duan)頭噴嘴,Borda管等(deng);
6)寬範圍度節(jiē)流裝置彈性(xìng)加載可變面(miàn)積可變壓頭(tóu)流💰量計(線🔞性(xing)👅孔闆);
7)毛細管(guǎn)節流件層流(liú)流量計;
8)脈動(dong)流節流裝置(zhì);
9)臨界流節流(liu)裝置音速文(wen)丘裏噴嘴;
10)混(hun)相流節流裝(zhuāng)置。
節流式DPF現(xian)場應用的不(bú)斷拓展必然(rán)提出發展非(fēi)标🙇♀️準節☔流裝(zhuang)置的要求,十(shi)餘年來ISO亦在(zai)不斷制訂有(yǒu)關非标準節(jie)流裝🐕置的技(jì)術文件,在它(ta)們不能成爲(wèi)正式标準之(zhi)前作㊙️爲技術(shu)報告發表。可(ke)以預見,今後(hòu)有可能若幹(gàn)較爲成熟的(de)非标準節流(liu)裝置會晉升(shēng)爲✏️标準型的(de)。
20世紀90年代中(zhōng)後期世界範(fan)圍内各式DPF銷(xiāo)售量在流量(liàng)儀🐪表總量中(zhōng)台數占50%-60%(每年(nián)約百萬台),金(jin)額占30%左右。我(wǒ)國銷售台數(shù)約占流量儀(yi)表總量(不包(bāo)括*表和家用(yong)水表及玻璃(li)管浮子流量(liang)計)的35%-42%(每年6萬(wàn)-7萬台)。
2工作原(yuan)理
2.1基本原理(li)
充滿管道的(de)流體,當它流(liu)經管道内的(de)節流件時,如(ru)圖🎯4.1所示,流速(sù)将在節流件(jiàn)處形成局部(bu)收縮,因而流(liu)速增加,靜壓(ya)力降低,于是(shi)在節流件前(qián)後便産生了(le)壓差。流體流(liú)量愈大,産生(shēng)的壓差愈大(dà),這樣可依據(ju)壓差來衡🔴量(liang)流量的大小(xiao)。這種測量方(fāng)法是以流動(dòng)🈲連續性方程(cheng)(質量守恒定(dìng)律)和伯努利(li)⛱️方程(能量守(shǒu)恒定律)爲基(ji)礎的。壓差的(de)大小不僅與(yu)流量還與其(qi)他許多因素(su)有關,例如當(dang)📐節流裝置形(xing)式或管道内(nèi)流體的物理(li)性質(密🐅度、粘(zhān)度)不同時,在(zài)同樣大小的(de)流量下産生(shēng)的壓差也📱是(shì)不同的。
圖4.1孔(kong)闆附近的流(liú)速和壓力分(fen)布
2.2流量方程(chéng)
式中qm--質量流(liu)量,kg/s;
qv--體積流量(liàng),m3/s;
C--流出系數;
ε--可(kě)膨脹性系數(shu);
β--直徑比,β=d/D;
d--工作(zuò)條件下節流(liú)件的孔徑,m;
D--工(gōng)作條件下上(shàng)遊管道内徑(jing),m;
P--差壓,Pa;
ρl--上遊流(liú)體密度,kg/m3。
由上(shàng)式可見,流量(liang)爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個參數的(de)函數,此6個參(cān)數可分🆚爲實(shí)☎️測量[d,ρ,P,β(D)]和統計(jì)量(C、ε)兩類。
(1)實測(ce)量
1)d、D式(4.1)中d與流(liú)量爲平方關(guan)系,其度對流(liú)量總精度影(yǐng)響較大,誤差(cha)值一般應控(kòng)制在±0.05%左右,還(hái)應計及工作(zuo)溫度對材料(liao)🔴熱膨脹的影(ying)響。标準規定(ding)管道内徑D必(bi)須實測,需在(zài)上遊☁️管段的(de)幾個截面上(shang)進行多次測(ce)量求其平均(jun)🏃🏻值,誤差不👨❤️👨應(ying)大于±0.3%。除對數(shù)值測量精度(du)要求較高外(wài),還💃🏻應考慮内(nei)徑偏差會對(dui)節⛱️流件上遊(you)通道造成不(bú)正❓常節流現(xiàn)象所帶來的(de)嚴重影響‼️。因(yīn)此,當不是成(chéng)套供應節流(liu)裝置時,在現(xiàn)場配管應充(chong)分注意這個(ge)問題。
2)ρρ在流量(liàng)方程中與P是(shi)處于同等位(wèi)置,亦就是說(shuo),當追❤️求差壓(yā)變送器高精(jīng)度等級時,絕(jue)不要忘記ρ的(de)測量精度🆚亦(yì)應與之🈲相匹(pi)配。否則P的提(ti)高将會被ρ的(de)降低所抵消(xiāo)。
3)P差壓P的測量(liang)不應隻限于(yu)選用一台高(gao)精度差壓變(bian)送器。實際上(shàng)差壓變送器(qì)能否接受到(dao)真實的差壓(ya)值還決定于(yú)一系列因素(su),其中正确的(de)取壓孔及引(yǐn)壓管線的制(zhì)造🔴、安裝及使(shǐ)用是保證獲(huo)得真實差壓(yā)值的關鍵㊙️,這(zhè)些影響因素(sù)很多是難以(yi)定量或定性(xing)确定的,隻有(you)加強制造及(ji)安裝的規範(fàn)化工作才能(neng)⛹🏻♀️達到目的。
(2)統(tong)計量
1)C統計量(liàng)C是無法實測(ce)的量(指按标(biāo)準設計制造(zào)安裝,不👌經📧校(xiao)‼️準使👈用),在現(xiàn)場使用時zui複(fu)雜的情況出(chū)現在實際的(de)C值與标準确(que)定的C值不相(xiang)符合。它們的(de)偏離是由設(she)計、制造🏃🏻♂️、安裝(zhuang)及使用一系(xi)列因素造成(cheng)的。應💯該明确(què),上述各環節(jie)全部嚴格🌈遵(zūn)循标準的規(gui)定,其實際值(zhi)才會與标準(zhǔn)确定的值相(xiàng)符合📱,現場是(shi)難以*這種要(yào)求的。
應該指(zhǐ)出,與标準條(tiao)件的偏離,有(yǒu)的可定量估(gū)算(可進行修(xiu)正),有的隻能(néng)定性估計(不(bú)确定度的幅(fú)值與方向)。但(dàn)是在現實中(zhōng)💰,有時不僅是(shì)一個條件偏(piān)離,這就帶來(lai)非常複⭐雜的(de)情況,因爲🔞一(yī)般資料中隻(zhī)介紹❄️某一條(tiáo)件偏離引起(qǐ)🔞的誤差。如果(guǒ)許多條件同(tóng)時偏離,則缺(que)少相關的資(zī)料可查。
2)ε可膨(peng)脹性系數ε是(shì)對流體通過(guò)節流件時密(mì)度發生變化(hua)而引起的流(liu)出系數變化(hua)的修正,它的(de)誤差由兩部(bù)分組💋成:其一(yī)爲常用💋流量(liang)下ε的誤差,即(ji)标準确定值(zhí)的誤差;其二(er)爲由⚽于流量(liàng)變化ε值将随(sui)之波動🌈帶來(lai)的誤差。一般(ban)在低靜壓高(gāo)差壓情況,ε值(zhí)有不可忽略(luè)的誤差。當P/P≤0.04時(shi),ε的誤差可忽(hu)略不計。
3分類(lei)
差壓式流量(liàng)計分類如表(biǎo)4.1所示。
表4.1差壓(ya)式流量計分(fèn)類表
分類原(yuan)則分類類型(xing)
按産生差壓(yā)的作用原理(lǐ)分類1)節流式(shì);2)動壓頭式;3)水(shui)力阻🏃♂️力式;4)離(li)心式;5)動壓增(zeng)益式;6)射流式(shi)
按結構形式(shi)分類1)标準孔(kong)闆;2)标準噴嘴(zuǐ);3)經典文丘裏(lǐ)管;4)文丘裏📞噴(pēn)嘴;5)錐形入口(kou)孔闆;6)1/4圓孔闆(pǎn);7)圓缺孔闆;8)偏(pian)心孔闆;9)楔形(xing)孔闆;10)整體(内(nei)藏)孔闆;11)線性(xìng)孔闆;12)環形孔(kǒng)闆;13)道爾管;14)羅(luó)洛斯管;15)彎管(guan);16)可換孔闆節(jie)流裝置;17)臨界(jie)✍️流節流裝置(zhì)
按用途分類(lèi)1)标準節流裝(zhuang)置;2)低雷諾數(shù)節流裝置;3)髒(zang)污☂️流節🔞流裝(zhuāng)置;4)低壓損節(jiē)流裝置;5)小管(guan)徑節流裝置(zhi);6)寬範圍度✨節(jie)流🤞裝置㊙️;7)臨界(jiè)流節流裝置(zhì);
3.1按産生差壓(ya)的作用原理(lǐ)分類
1)節流式(shì)依據流體通(tōng)過節流件使(shǐ)部分壓力能(neng)轉變爲動能(néng)以産生差壓(ya)的原理工作(zuò),其檢測件稱(chēng)
之爲節流裝(zhuang)置,是DPF的主要(yao)品種。
2)動壓頭(tou)式依據動壓(ya)轉變爲靜壓(yā)的原理工作(zuò),如均速🏃管🔞流(liu)量計。
3)水力阻(zǔ)力式依據流(liu)體阻力産生(shēng)的壓差原理(lǐ)工作,檢測件(jian)爲💔毛細管束(shu),又稱層流流(liú)量計,一
般用(yong)于微小流量(liàng)測量。
4)離心式(shì)依據彎曲管(guǎn)或環狀管産(chan)生離心力原(yuán)理形成❌的壓(ya)差工🔞作,如彎(wan)管流量計,環(huan)形管流量
計(jì)等。
5)動壓增益(yì)式依據動壓(ya)放大原理工(gōng)作,如皮托-文(wen)丘裏管⛱️。
6)射流(liú)式依據流體(ti)射流撞擊産(chǎn)生原理工作(zuo),如射流式🧡差(cha)壓流量計。
3.2按(an)結構形式分(fèn)類
1)标準孔闆(pǎn)又稱同心直(zhí)角邊緣孔闆(pan),其軸向截面(miàn)如圖4.2所示。孔(kong)❤️闆♊是一塊加(jia)工成圓形同(tóng)心的具有銳(rui)利直角邊緣(yuán)的薄闆。孔闆(pǎn)開孔的上遊(yóu)側邊緣應是(shi)銳🏃♂️利的直角(jiǎo)。标準😘孔闆有(you)㊙️三種取壓方(fāng)式:角接、法蘭(lan)及✉️D-D/2取壓;如圖(tú)👉4.3所示。爲從兩(liǎng)個方向💜的任(rèn)一個方向測(cè)量流量,可采(cǎi)用對稱孔闆(pan),節流孔的兩(liang)個邊緣均符(fú)合直角邊緣(yuán)孔闆上遊邊(bian)緣的特性,且(qiě)孔闆全部厚(hou)度不超過節(jie)流孔的✌️厚度(du)。
圖4.2标準孔闆(pǎn)
圖4.3孔闆的三(san)種取壓方式(shì)
2)标準噴嘴有(yǒu)兩種結構形(xíng)式:ISA1932噴嘴和長(zhǎng)徑噴嘴。
a.ISA1932噴嘴(zuǐ)(圖4.4)上遊面由(you)垂直于軸的(de)平面、廓形爲(wèi)圓周的兩段(duàn)弧線所🐕确定(ding)的收縮段、圓(yuan)筒形喉部和(he)凹槽組成的(de)噴嘴☂️。ISA1932噴嘴的(de)取壓方💋式僅(jǐn)角接取壓一(yi)種。
圖4.4ISA1932噴嘴
b.長(zhang)徑噴嘴(圖4.5)上(shang)遊面由垂直(zhi)于軸的平面(miàn)、廓形爲1/4橢🚩圓(yuan)💜的👣收縮段、圓(yuan)筒形喉部和(he)可能有的凹(ao)槽或斜角組(zu)成的噴嘴。長(zhǎng)徑噴嘴的🔞取(qu)壓方式僅D-D/2取(qu)壓一種。
3)經典(diǎn)文丘裏管由(you)入口圓筒段(duàn)A、圓錐收縮段(duàn)B、圓筒形喉部(bù)C和圓錐擴散(san)段E組成,如圖(tú)4.6所示。根據不(bu)同的加工方(fang)法,有以下結(jié)構形式:①具有(yǒu)粗鑄收縮段(duàn)的;②具有🏃🏻機械(xie)加工收縮段(duan)的;③具有鐵闆(pan)焊接收縮段(duan)的。不同結構(gòu)形式的L1、L2、R1、R2與D、d的(de)關系如表4.2所(suǒ)🌈示。
4)文丘裏噴(pēn)嘴由進口噴(pēn)嘴、圓筒形喉(hóu)部及擴散段(duan)組成🔞,如📱圖4.7所(suo)示。
5)錐形入口(kǒu)孔闆錐形入(rù)口孔闆與标(biao)準孔闆相似(si),相🈚當于一塊(kuài)倒裝的标準(zhun)孔闆,其結構(gòu)如圖4.8所示,取(qǔ)壓方式🈲爲角(jiǎo)接取壓。表4.2L1、L2、R1、R2與(yu)D、d關系
注粗鑄(zhù)入口機械加(jia)工的入口粗(cu)焊的鐵闆入(rù)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(liàng)中的小者L2≥D(入(ru)口直徑)L2≥D(入口(kou)直徑)
3R1=1.375D+20%R1<0.25DR1=0,焊縫除(chú)外
4R2=3.625d至3.8dR2<0.25DR2=0,焊縫除(chu)外
圖4.6經典文(wén)丘裏管
圖4.7文(wén)丘裏噴嘴
圖(tú)4.8錐形入口孔(kǒng)闆
1一環隙;2-夾(jia)持環;3一上遊(yóu)端面A;4-下遊端(duan)面B;
5-軸線;6-流向(xiàng);7-取壓口;8-孔闆(pan);
X-帶環隙的夾(jiá)持環;Y-單獨取(qu)壓口
超聲波(bo)流量計的基(ji)本原理及類(lèi)型
超聲波在(zai)流動的流體(tǐ)中傳播時就(jiù)載上流體流(liú)速的信息。因(yin)此🙇♀️通過接收(shōu)到的超聲波(bō)就可以檢測(ce)出♍流體的流(liu)速,從而換算(suan)成流量。根據(jù)檢測的方式(shì),可分爲傳🙇🏻播(bo)速度差法、多(duo)普勒法、波束(shù)偏移法、噪聲(sheng)法☎️及相關法(fa)等不同類型(xíng)的超聲波流(liu)量計。起聲波(bo)流🔞量計是近(jìn)十幾年來随(sui)着集成電路(lu)技術迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種
非(fēi)接觸式儀表(biǎo),适于測量不(bu)易接觸和觀(guān)察的流體以(yǐ)及大管徑流(liú)量。它與水位(wèi)計聯動可進(jìn)行敞開水流(liú)的流量測量(liàng)。使用超聲波(bo)流量比不用(yong)在流體中安(an)裝測量元件(jian)🍉故不會👣改變(bian)流體的流動(dong)狀态,不産生(sheng)附加阻力,儀(yi)表的🛀🏻安裝及(jí)檢修均可不(bú)影響生産管(guan)線運行因而(ér)是一種理想(xiang)的節能型流(liu)量計。
*,目前的(de)工業流量測(cè)量普遍存在(zài)着大管徑、大(da)流量測量困(kùn)難😘的問題,這(zhe)是因爲一般(bān)流量計随着(zhe)測量管徑的(de)增大會帶來(lai)🔴制造和運輸(shū)上的困難,造(zao)價提高、能損(sǔn)加大、安裝不(bu)僅這些缺點(dian),超聲波流量(liàng)計均🌐可避免(mian)。因爲各類超(chao)聲波流量♻️計(ji)均可管外安(an)裝、非🈲接觸測(cè)流,儀表造價(jià)基本上與被(bei)測管道口徑(jìng)大小無關,而(ér)其它類型的(de)流量計随着(zhe)口徑增加,造(zào)⛷️價大幅度增(zēng)加,故口徑越(yue)大超聲波流(liu)量計比相同(tong)功能其✏️它類(lèi)型流量計的(de)☂️功能價格比(bǐ)越*。被⭐認♻️爲是(shì)較好的大管(guǎn)徑流量測量(liang)儀表,多普勒(le)法超聲波流(liu)♍量計💋可測雙(shuang)相介質的流(liu)量,故可用于(yu)下水道及排(pái)污水😄等髒污(wu)流的測量。在(zài)發電廠中,用(yòng)便攜式超聲(shēng)波流量計測(ce)量水輪機進(jin)水量、汽輪💃🏻機(jī)循環水量等(deng)大管徑流量(liàng),比🤩過去的皮(pí)脫管流速計(ji)方便得多。超(chao)聲被流量汁(zhi)也可用于氣(qì)體測量。管徑(jìng)的适用範圍(wei)從📧2cm到5m,從幾米(mi)寬的明渠、暗(an)渠到500m寬的⭐河(he)流都💁可适用(yong)。
另外,超聲測(ce)量儀表的流(liú)量測量準确(què)度幾乎不受(shòu)被測流💜體溫(wen)度、壓力、粘度(du)、密度等參數(shù)的影響,又可(ke)制成非接觸(chù)及💋便攜式測(cè)量儀表,故可(ke)解決其它類(lei)型儀表所難(nan)以測量的強(qiáng)腐蝕♊性、非導(dao)電性、放射性(xìng)及易燃易爆(bào)介質的流量(liàng)測量問題。另(ling)外,鑒于非接(jie)觸測量特點(dian),再配以合理(li)的電子線路(lù),一台儀表可(ke)适應多種管(guan)徑測量和多(duō)種流量範圍(wei)測量。超聲波(bo)流量計的适(shì)應能力也是(shi)其它儀表🌐不(bu)可比拟的。超(chao)聲波流量計(ji)具有上述一(yī)些優點因此(cǐ)它越來越受(shou)到重視并且(qie)向産品系列(lie)化、通用化發(fā)展,現已制成(cheng)不同聲道的(de)标準型、高溫(wen)型、防爆型、濕(shī)式🈚型儀表以(yi)♌适應不同介(jiè)🤞質,不同場合(hé)和不同管道(dào)條件的流量(liang)測量。
超聲波(bo)流量計目前(qián)所存在的缺(quē)點主要是可(kě)測流體的溫(wen)度範圍受超(chāo)聲波換能鋁(lü)及換能器與(yu)管道🙇♀️之間的(de)耦合材料耐(nài)溫程度的限(xiàn)制,以及高溫(wen)下被測流體(tǐ)傳聲速度的(de)原始數據不(bu)全。目前我國(guó)隻能用于測(cè)量200℃以下的流(liú)體。另外,超聲(sheng)波流量㊙️計的(de)測量線路比(bi)一般流量計(jì)複雜。這是因(yin)爲,一般工業(ye)計量中液體(ti)的流速常常(chang)是每秒幾米(mǐ),而聲波在液(ye)體中的傳播(bō)速度約爲1500m/s左(zuǒ)右,被測流體(tǐ)流速(流量)變(bian)化帶給聲速(sù)的變化量zui大(dà)也是10-3數量級(jí).若要求測量(liàng)流速的準确(què)度爲1%,則對聲(shēng)速的測量準(zhǔn)确度需爲10-5~10-6數(shù)量級🚩,因此必(bi)須有完善的(de)測量⭐線路才(cai)能實現,這也(ye)正是超聲波(bō)流量計隻有(you)在集成電路(lù)技術迅速發(fā)展的前題下(xia)才能得到實(shi)際應📱用的原(yuan)因。
超聲波流(liú)量計由超聲(shēng)波換能器、電(diàn)子線路及流(liú)量顯🔴示和累(lèi)積系統三部(bu)分組成。超聲(shēng)波發射換能(néng)器🐕将電💰能轉(zhuǎn)換爲超聲波(bō)能量,并将其(qí)發射到被測(ce)流體中,接收(shōu)器接收到的(de)超聲波信号(hao),經電子線路(lu)放🏒大并轉換(huàn)爲代表流量(liàng)的電信💰号供(gòng)給顯示和積(jī)算🔞儀表進行(hang)顯🚶示和積算(suàn)。這樣就實現(xiàn)了流量的檢(jian)測和顯示。
超(chao)聲波流量計(jì)常用壓電換(huan)能器。它利用(yòng)壓電材料的(de)壓電❤️效應,采(cai)用适出的發(fā)射電路把電(dian)能加到發射(she)換能器的壓(yā)電元件上😍,使(shǐ)其産生超聲(sheng)波振勸。超聲(sheng)波以某一角(jiao)度射入流體(ti)中♋傳播,然後(hòu)由接收換能(neng)器接收🐆,并經(jing)壓電元件變(biàn)爲🍉電能,以便(bian)檢測。發射換(huàn)能器利用壓(ya)電元件的㊙️逆(nì)壓電效應🧡,而(er)接收換能🥵器(qì)則是利用壓(ya)電效應。
超聲(sheng)波流量計換(huan)能器的壓電(diàn)元件常做成(chéng)圓形薄片,沿(yan)厚度振動。薄(bao)片直徑超過(guo)厚度的10倍,以(yi)保證振動的(de)🧑🏾🤝🧑🏼方向性。壓電(dian)元件材料多(duo)采用锆钛酸(suan)鉛。爲固定壓(ya)電元件,使超(chāo)聲波☎️以合适(shi)的角度射入(rù)到流體中,需(xū)把元件故人(ren)聲🛀🏻楔中,構成(cheng)換能器整😍體(tǐ)(又稱探頭)。聲(shēng)楔的材料不(bu)僅要求強度(du)高、耐老化,而(er)且要求超聲(sheng)波經聲楔㊙️後(hou)能量損失小(xiao)即透射系數(shù)接近1。常用的(de)聲楔材料是(shi)有機玻璃,因(yīn)爲它透明,可(kě)以觀察到聲(sheng)楔中壓電元(yuán)件的組裝情(qíng)況。另外🔴,某些(xie)橡膠、塑料及(jí)膠木🐆也可作(zuo)聲楔材料。
超(chao)聲波流量計(jì)的電子線路(lù)包括發射、接(jie)收、信号處理(li)和顯✂️示📐電路(lù)。測得的瞬時(shí)流量和累積(jī)流量值用數(shu)字量或模拟(nǐ)量顯示。
根據(jù)對信号檢測(cè)的原理,目前(qian)超聲波流量(liang)計大緻可分(fèn)傳播😄速🔞度差(chà)法(包括:直接(jie)時差法、時差(cha)法、相位差法(fa)、頻差法)波束(shù)偏移法、多普(pu)勒法、相關法(fǎ)、空間濾💛波法(fǎ)及噪聲法等(deng)類型,如圖所(suo)示。其中以噪(zao)聲法原理及(jí)結構zui簡單,便(bian)于測量和攜(xie)帶,價格便宜(yí)但準确💋度較(jiao)低,适于☂️在流(liu)量測量準确(què)度要求不高(gao)的場合♋使用(yong)。由于直接時(shí)差法、時差法(fa)、頻差法和相(xiang)位差法的基(ji)本原理都是(shi)通過測量超(chao)聲波脈沖順(shùn)流和逆流🙇♀️傳(chuan)報時速度之(zhī)差來反映流(liu)體的流速的(de),故又統稱爲(wèi)傳播速度差(cha)法。其中頻差(chà)法和時差法(fǎ)克服了聲速(su)随流體溫度(du)㊙️變化帶來的(de)誤差,準确度(du)較高,所🤩以被(bei)廣泛采用。按(an)照換能器的(de)配置方法不(bú)同,傳播🈲速度(du)🤩差撥又分爲(wei):Z法(透過法)、V法(fa)㊙️(反🍓射法)、X法(交(jiāo)叉法)等。波束(shù)偏移法是利(lì)用超聲波束(shu)在✉️流體中的(de)傳播方向随(sui)流體流速變(bian)化而産生偏(piān)移來反映流(liu)體流速的,低(dī)流速時,靈敏(mǐn)度很低适用(yong)性不大.多普(pu)勒法是利用(yong)聲學多普勒(lè)原理,通過測(ce)量不均勻👉流(liú)體中散☂️射體(tǐ)散射的超聲(shēng)波多普
勒頻(pin)移來确定流(liu)體流量的,适(shi)用于含懸浮(fú)顆粒、氣🚶泡等(děng)流體流🥵量測(cè)量。相關法是(shì)利用相關技(ji)術測量流量(liàng),原理⭕上,此法(fa)的測量🏃準确(què)度與流體中(zhōng)的聲速無關(guan),因而與流體(tǐ)溫度,濃度等(deng)無關,因而測(ce)量準确度高(gāo),适用範圍廣(guang)。但相關器價(jia)格貴,線路比(bi)較複雜🤞。在微(wēi)處理機普及(jí)應用後,這個(gè)缺點可以克(kè)服。噪聲法(聽(tīng)音法)是利用(yòng)管道内流體(ti)流動時産生(shēng)的噪聲與流(liu)體的流速有(you)關的原理,通(tōng)過檢測噪聲(shēng)表示流速🏃🏻或(huo)流量值。其方(fang)法簡單,設備(bèi)價格便宜,但(dàn)準确度低。
以(yi)上幾種方法(fa)各有特點,應(ying)根據被測流(liu)體性質.流速(sù)分布情況、管(guǎn)路安裝地點(dian)以及對測量(liàng)準确度的要(yào)求等因素進(jìn)行選㊙️擇。一般(ban)說來由于工(gong)業生産中工(gong)質的🌈溫度常(cháng)🐇不能保持恒(héng)定👉,故多采用(yòng)頻差法及時(shí)差法。隻有在(zai)管徑💰很大時(shi)才🍉采用直接(jie)時差法。對換(huàn)能器安裝方(fāng)法的選擇原(yuán)則一般是:當(dāng)流體沿管軸(zhou)平行流動時(shi),選用Z法;當流(liu)動方向與管(guan)鈾不平行或(huo)管路安⛱️裝地(dì)點使換能器(qì)安裝間隔受(shou)到限制時,采(cǎi)用V法或X法。當(dang)流場✨分布不(bú)均勻而表🐆前(qián)直管段又較(jiào)短時,也可采(cǎi)用多聲🔴道(例(lì)如雙聲道或(huo)四聲道)來克(ke)服流速擾動(dong)帶來的流🈲量(liàng)測量誤差。多(duo)普勒法适于(yu)測量兩相🍉流(liu),可避免常規(guī)儀表由懸浮(fú)粒或氣泡造(zao)成的堵塞、磨(mo)損、附着而不(bú)能運行的弊(bì)病,因而得以(yǐ)迅速發展。随(suí)着工業的發(fā)展及節能工(gōng)作的開展,煤(méi)油混合(COM)、煤水(shui)🧑🏾🤝🧑🏼泥合(CWM)燃料的(de)輸送和應用(yong)以及燃料油(you)加水助燃等(děng)節能㊙️方法的(de)發展,都爲多(duo)普勒超聲波(bo)流量計應用(yòng)開辟廣闊前(qian)景。
流量計的(de)種類很多,一(yī)般市場上用(yong)得比較廣泛(fan)的⚽有:電磁🏃🏻♂️流(liu)㊙️量計、渦街流(liú)量計、渦輪流(liú)量計、孔闆流(liu)量計、V錐流量(liang)🧑🏽🤝🧑🏻計、金屬轉子(zǐ)流量計、玻璃(lí)轉子流量計(jì)、旋進旋渦流(liú)量計、橢圓齒(chi)輪流量計、均(jun1)速管流量計(ji)、超聲波流量(liàng)計等。它們😄的(de)安裝條件對(duì)直管📞段的要(yao)求V錐流量計(ji)是zui低,而電磁(ci)、渦街、孔闆等(děng)對直管段要(yao)求就較高,一(yī)般是前5D後3D,對(dui)于流量🔱計前(qian)端有彎頭、閥(fa)門電磁流量(liàng)計等的直管(guan)段要求就更(geng)高,zui高要求直(zhí)管⚽段是前50D後(hòu)5D,因此在選❗購(gou)流量計時一(yī)定要考慮流(liu)量計現場安(an)裝的環境、位(wèi)置等因🏃素,從(cóng)而選擇更加(jiā)适⛱️合現場工(gong)礦的流量計(ji)。
現在流量計(ji)所需要的參(cān)數:
1、被測量的(de)介質
2、被測量(liàng)介質的溫度(du)
3、被測量介質(zhi)的壓力
4、被測(ce)量介質的流(liu)量
5、要求的測(ce)量精度
6、現場(chang)工礦情況
聯系(xì)方式
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86-020-31199948/85550363
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傳(chuan)真
86-020-85628533