摘要(yào)：本文(wén)介紹了(le)幾種冶金工業常用流量計 的(de)原理結構及它(tā)們在選(xuǎn)型安裝(zhuāng)和維(wéi)護方面的(de)應用,旨在探讨(tǎo)工業(yè)生(shēng)産中如(rú)何合理選(xuǎn)擇适(shì)用又經濟的流(liú)量(liàng)儀表。
1前(qián)言
　　在冶金(jīn)工業生産(chǎn)中,會涉(shè)及(jí)各類氣體蒸汽(qì)和液(yè)體的(de)流量測量,随着(zhe)工(gōng)業(yè)自動(dòng)化儀(yí)表的發展(zhǎn),流量(liàng)計儀表不(bú)斷推陳出新。因此，合(hé)理選擇測量方法及功能(néng)特性(xìng)經(jīng)濟适(shì)用(yòng)的流(liú)量儀表是(shì)非常必要的。以下就(jiù)幾(jǐ)種工業常用流(liú)量測量(liàng)方法計及儀(yí)表(biǎo)選型進行一些(xiē)實用性(xìng)介(jiè)紹。
2差(chà)壓式(shì)流量計
　　差壓(yā)式(shì)流量計 是(shì)目前工業生産(chǎn)中測量氣(qì)體、蒸汽液(yè)體流量常(cháng)用的一種儀表,也是(shì)發展(zhǎn)較早(zǎo),研究(jiū)比較(jiào)成熟(shú)及完善(shàn)的測量(liàng)儀表,目(mù)前相應品種在國際國(guó)内均已标準化。
2.1 差壓式流量計(jì)的組成(chéng)及原理
　　差壓式流量計(jì)主要(yào)包括兩部(bù)分(fèn):節(jiē)流(liú)裝置和(hé)差.壓計(jì)。常用節(jiē)流裝置有标準(zhǔn)孔闆标(biāo)準(zhǔn)噴嘴和文(wén)丘利管等。其工作原理是(shì):在管道内(nèi)部裝(zhuāng)有孔闆(pǎn)噴(pēn)嘴等節流(liú)件,當流體(tǐ)流經節流(liú)件時(shí),流(liú)束(shù)産生局部(bù)收.縮(suō),流速增加,靜壓力降低,節(jiē)流件前(qián)後就會(huì)産生(shēng)靜壓力差(chà)。根據(jù)能量守恒(héng)定律和流動連(lián)續性方程的基本原(yuán)理,得(dé)出流(liú)體的(de)流量與差壓的平方根成(chéng)正比。所(suǒ)以通(tōng)過(guò)測量流(liú)體差壓(yā),便可計算流體流量(liàng)。
2.2差壓式流量計的使(shǐ)用範(fàn)圍及(jí)安裝要求(qiú)
2.2.1标準節流(liú)裝置(zhì)的使(shǐ)用(yòng)範圍
　　據(jù)國家标(biāo)準(zhǔn)規定，标準節流裝置(zhì)的流量比應等(děng)于13,在個别(bié)情況下可(kě)取(qǔ)14,當(dāng)流量比小(xiǎo)于上述值(zhí)時,測小流量時(shí)誤差将(jiāng)增大。使(shǐ)用的節流(liú)裝置(zhì)不同,适用的管道直(zhí)徑d直徑比(bǐ)和(hé)雷諾(nuò)數也不(bú)相同，均(jun1)有(yǒu)相應(yīng)标準規(guī)定(dìng)。
2.2.2.安裝(zhuāng)要求
　　節(jiē)流裝置(zhì)應安(ān)裝在有恒定截面積的兩(liǎng)段圓形(xíng)管(guǎn)道之間。爲了保(bǎo)證測量精度(dù),要求流(liú)束勻直充(chōng)分擴(kuò)散,且(qiě)無旋渦,所(suǒ)以安裝條件很(hěn)重要。節流(liú)裝置(zhì)的安裝(zhuāng)位(wèi)置前(qián)後直拉(lā)段長度(dù)均應遵照規定(dìng)執行。
2.2.3節流裝置(zhì)的輔件要(yào)求
　　爲(wèi)避免高(gāo)溫有腐(fǔ)蝕介質對(duì)測量(liàng)造成的(de)影響,當(dāng)介質溫度(dù)大于(yú)70℃時須附加(jiā)冷凝器;當(dāng)介(jiè)質爲腐(fǔ)蝕性(xìng)高粘度以凍結、以(yǐ)析(xī)出固(gù)體時須加隔離(lí)器。當介(jiè)質爲氣體時須(xū)附加沉(chén)降器;當介質爲(wèi)液體時(shí)須附加(jiā)集氣器。
　　由于差(chà)壓式(shì)流量計具(jù)有測量方法簡單沒有(yǒu)可動零(líng)件(jiàn)工作可(kě)靠适(shì)應性強,可不(bú)經實流标定而能(néng)保證一(yī)定的測量精度等(děng)一系列優點(diǎn),從而能(néng)廣泛應用于生産流(liú)程中(zhōng)。但爲(wèi)了保證好的使(shǐ)用效(xiào)果,應根據(jù)需要增(zēng)加冷凝(níng)器、集氣器、沉降(jiàng)器和隔離(lí)器等輔件,維護(hù)中要(yào)對節流件和輔件定期(qī)檢查及(jí)時清除污(wū)垢。
3彎(wān)管流(liú)量計(jì)
　　彎管(guǎn)流量(liàng)計是(shì)最近發展的(de)節能型差壓(yā)式流(liú)量測(cè)量系統(tǒng),目(mù)前廣(guǎng)泛應(yīng)用于(yú)冶金(jīn)化工熱(rè)電制藥(yào)等部(bù)門的(de)液體氣(qì)體、蒸汽的測(cè)量,适用于各種(zhǒng)工業(yè)現場(chǎng),可作(zuò)爲長期監(jiān)測流量的測(cè)量(liàng)裝置(zhì)。
3.1彎(wān)管(guǎn)流量計的(de)組成(chéng)及原理
　　彎管流量計主要(yào)由彎管傳感器(qì)二次表差(chà)壓變送器及一些管(guǎn)道閥(fá)門組(zǔ)件組(zǔ)成。其工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)如圖1所(suǒ)示,當流(liú)體通(tōng)過彎管傳(chuán)感器時,由于流(liú)體受到(dào)傳(chuán)感器的束縛,被(bèi)迫作(zuò)圓周圍運動(即(jí)強制(zhì)旋流),彎管與(yǔ)流體之間産(chǎn)生相互作用力。流體按照彎管(guǎn)的曲率作(zuò)圓周(zhōu)運動(dòng)産(chǎn)生離心(xīn)力，該離心力的(de)大小與流體的(de)流速v密度ρ及所(suǒ)作圓(yuán)周運動的(de)曲率半徑r有關(guān),其表現爲流體(tǐ)對傳感器的内(nèi)外側形成(chéng)壓力(lì)差δp,該壓力(lì)差的(de)大小(xiǎo)通過差壓(yā)變送器(qì)檢測轉(zhuǎn)化爲(wèi)4~20ma信号,送入(rù)二次儀表,經标準電(diàn)阻将(jiāng)電流(liú)信号轉換成電壓(yā)信(xìn)号,通(tōng)過80c552内(nèi)部模拟開(kāi)關和(hé)a/d轉換器轉(zhuǎn)換成(chéng)數字信号，然後進行(háng)必要的計(jì)算和邏輯(jí)分析,将結果分(fèn)别送(sòng)到顯示存(cún)儲輸出等單(dān)元。
 
3.2彎管(guǎn)流量計的特點(diǎn)及應(yīng)用(yòng)
　　彎管傳(chuán)感器能測量φ25~1000mm管(guǎn)道中各(gè)種流體(tǐ)的流量。其(qí)特點(diǎn)有以(yǐ)下幾種。
3.2.1彎(wān)管傳感器沒有任何插入(rù)件和(hé)感測件,是(shì)沒有(yǒu)附加(jiā)阻力損失(shī)的節能型流量(liàng)傳感(gǎn)器。結構簡(jiǎn)單,工作可靠(kào),節(jiē)能降耗,節約運(yùn)行費用,适(shì)合壓力低,大管徑,大(dà)流量的流量測量系(xì)統使用。
3.2.2耐(nài)磨性能好(hǎo),使用(yòng)壽命長,傳(chuán)感器(qì)使用(yòng)壽命(mìng)等同于(yú)所替(tì)代的标(biāo)準彎頭。長期運(yùn)行管(guǎn)徑的(de)微小磨損對彎管傳感器(qì)的測量精(jīng)度影響甚微。
3.2.3安(ān)裝方(fāng)便,免維護,傳感器采(cǎi)用直(zhí)接焊接(jiē)的方法安裝(zhuāng)在工(gōng)藝管(guǎn)道上,簡便(biàn)經濟(jì),不會産生(shēng)洩漏(lòu)問題。
3.2.4适應(yīng)性強(qiáng),測量範圍(wéi)寬,傳(chuán)感器不受工作(zuò)現(xiàn)場的高(gāo)溫粉(fěn)塵潮濕(shī)震動、電磁場等不(bú)利因(yīn)素的(de)影響，,可在(zài)任何複雜(zá)的環(huán)境中(zhōng)工作。适用(yòng)于中25~2000mm管(guǎn)道(dào)中,液體流(liú)速0.3~5m/s,蒸汽或(huò)氣體(tǐ)流(liú)速(sù)7~70m/s的廣(guǎng)闊範圍。
3.2.5傳感器對直管段的要(yào)求較低,隻要(yào)滿足前5d後2d就(jiù)可以獲得足(zú)夠的測(cè)量精度。
4電(diàn)磁流量計(jì)
4.1電磁流量(liàng)計的測量原理(lǐ)
　　電磁(cí)流量計 的(de)測量(liàng)原理基于法拉(lā)第電磁感(gǎn)應定律,如(rú)圖2所(suǒ)示，即(jí)導(dǎo)電液(yè)體(tǐ)在磁(cí)場中(zhōng)作切(qiē)割磁力線(xiàn)運動(dòng)時,導(dǎo)體(tǐ)中(zhōng)産生(shēng)感應電壓u,其感(gǎn)應電壓(yā)信(xìn)号(hào)通(tōng)過兩個(gè)與流體(tǐ)直接接觸的電(diàn)極檢出,并通過(guò)電(diàn)纜傳送至放大器(qì),然(rán)後(hòu)轉換(huàn)成統一輸(shū)出信号。
 
4.2電(diàn)磁(cí)流量計(jì)的特點(diǎn)及(jí)應用(yòng)
　　電磁(cí)流量計發(fā)展至今在關鍵(jiàn)性技術上(shàng)有了(le)較大突(tū)破,主要特點(diǎn)體現在以(yǐ)下方(fāng)面。
4.2.1将(jiāng)50hz交流勵磁(cí)改進爲低(dī)頻矩(jǔ)形波(bō)勵磁(cí),大大消除了工(gōng)頻及(jí)現場各種(zhǒng)雜散電磁(cí)場幹(gàn)擾的影(yǐng)響,可免(miǎn)去原(yuán)來的(de)要求(qiú)的電極(jí)引線嚴(yán)格接地的(de)條件(jiàn),工作2穩定(dìng)可靠(kào)。
4.2.2電極(jí)安裝(zhuāng)的密封技(jì)術和(hé)勵磁(cí)線圈的防(fáng)潮技(jì)術有了(le)可靠保證避免因滲漏(lòu)和受潮而(ér)造成(chéng)儀表損.壞(huài)。
4.2.3接觸(chù)被測介質(zhì)的隻(zhī)有襯(chèn)裏(lǐ)和(hé)電極(jí),可達到良(liáng)好的(de)耐腐蝕(shí)性和耐磨性,因此(cǐ)可測量各種強酸強堿化工溶液。
4.2.4電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計測量(liàng)管内無阻(zǔ)流及活動(dòng)部(bù)件,不會(huì)造成額(é)外的能量損(sǔn)失,也不會堵(dǔ)塞,節能(néng)效果(guǒ)顯著。但要求被(bèi)測介質是導電(diàn)性的(de)液(yè)體(tǐ)或液(yè)固相(xiàng)介質,因此(cǐ)一般的自(zì)來水(shuǐ)各種酸堿鹽溶(róng)液污水泥漿礦(kuàng)漿紙漿等都可(kě)以用電(diàn)磁流量(liàng)計(jì)測量(liàng),而(ér)非導電的(de)介(jiè)質如(rú)酒(jiǔ)精純丙酮汽油等油(yóu)類物質不(bú)能用(yòng)電磁(cí)流量(liàng)計測量。
4.2.5安裝要(yào)求低,前置直管(guǎn)段隻(zhī)要5d,後置直(zhí)管段(duàn)爲(wèi)2d(d爲所選(xuǎn)管道(dào)的内直徑(jìng))。
4.2.6測(cè)量精度高，能達到(dào)測量(liàng)值的(de)±0.2%,而且可測(cè)正/反(fǎn)二個(gè)方向(xiàng)的流(liú)量。
4.2.7量程比(bǐ)大,最(zuì)大爲(wèi)15001,能夠(gòu)較好(hǎo)、全面.地追(zhuī)蹤流量,正确(què)地測量(liàng)夜間小(xiǎo)流(liú)量。
4.2.8具有良好互換性,傳感器轉換器(qì)可以互換(huàn),不必(bì)重新進行(háng)實流标定(dìng)就可(kě)達到(dào)精度。由于具有以上一系列優(yōu)點,電(diàn)磁流量計(jì)工業(yè)生産(chǎn)中得(dé)到非常(cháng)廣(guǎng)泛的應用(yòng),成爲(wèi)導電(diàn)液體流量(liàng)測量的首選儀表。
5.渦街流量(liàng)計(jì)
5.1渦街流量(liàng)計(jì)的測量(liàng)原理
　　渦街流量計 工(gōng)作原理以(yǐ)卡曼(màn)渦(wō)街爲基(jī)礎,當流(liú)體流經(jīng)非流(liú)線型檔體(tǐ)時,在(zài)檔體兩側(cè)交替産生(shēng)旋渦信号(hào)。當雷諾數(shù)大于一定(dìng)值時，旋渦的(de)雷諾數(shù)與平(píng)均流量成(chéng)正比(bǐ),因而也與(yǔ)流量成正比。有旋渦引起(qǐ)的交(jiāo)替壓力變化,通(tōng)過發(fā)生體側孔傳(chuán)遞給差動電容傳感(gǎn)器,差動電容傳感(gǎn)器檢(jiǎn)測到這些壓力脈沖并轉換成(chéng)電信号,前置放(fàng)大器将(jiāng)這(zhè)些正(zhèng)弦信号處理成(chéng)爲與流量(liàng)成正(zhèng)比.的方(fāng)波脈沖(chòng)輸(shū)出。
5.2渦街(jiē)流量(liàng)計的(de)技術特點與應用(yòng)
5.2.1具有高的測量(liàng)精度,電(diàn)子信(xìn)号變換器(qì)采(cǎi)用(yòng)微處理器(qì)控制(zhì)技術,配合精度(dù)高的信号(hào)處理(lǐ)方法,使得(dé)測量(liàng)系統能夠(gòu)達到較高的精(jīng)度。
5.2.2具有(yǒu)較寬的(de)測量範圍(wéi),量程比可(kě)達130。
5.2.3較寬的溫度使用(yòng)範圍,流體溫(wēn)度(dù)範圍(wéi)爲.50℃~+400℃;環境溫度範圍爲(wèi)-30℃~+80℃.
5.2.4增強(qiáng)的抗(kàng)震動性能,采用(yòng)差動(dòng)電(diàn)容傳感器，抗震動性能(néng)好,達(dá)到1g。
5.2.5高可(kě)靠(kào)性,無運動部件,無機械磨損,無(wú)須機械維(wéi)修,電(diàn)路元(yuán)件采用表(biǎo)面貼裝工藝,結構緊(jǐn)湊,可靠性(xìng)高。
基(jī)于以(yǐ).上特(tè)點,渦(wō)街流量計(jì)可方便地(dì)實現(xiàn)液體、氣體和(hé)蒸汽的質(zhì)量(liàng)流量(liàng)的測(cè)量(liàng),并能适應工(gōng)業上較髒(zāng)的煤氣(qì)流量的(de)測量(liàng)。
6.超聲(shēng)波(bō)流量計
6.1超聲波流量計(jì)的(de)測量原(yuán)理
　　超(chāo)聲波流量(liàng)計(jì) 利(lì)用聲(shēng)波在(zài)流動(dòng)介質中(zhōng)傳(chuán)播時，其(qí)方向與介質運動方向(xiàng)相同時傳(chuán)播速(sù)度(dù)加快,相(xiàng)反時(shí)傳播速(sù)度減(jiǎn)低(dī)的這一特性，通(tōng)過測出這個速(sù)度差從(cóng)而求出(chū)管道内相應的(de)流量(liàng)。測量(liàng)速度(dù)差的方法常采(cǎi)用時(shí)差(chà)法相差(chà)法。
6.2超聲波(bō)流量計(jì)的特點及應(yīng)用
　　與(yǔ)其(qí)它(tā)類型流量計(jì)相比,其(qí)優點有(yǒu):可(kě)以實(shí)現非接(jiē)觸測量(liàng)，對測量管道無(wú)插入零件,沒有流體附加(jiā)阻力(lì),不受介質粘度(dù)導電(diàn)性(xìng)和(hé)腐蝕(shí)性影(yǐng)響,測量方(fāng)式爲線性(xìng)特性,易于(yú)實現(xiàn)數字(zì)化輸出及(jí)流量(liàng)的積算。其主要(yào)缺(quē)點有(yǒu):精度不(bú)太高,約±1%,另外溫度對(duì)聲波(bō)影響(xiǎng)較大(dà)，故一(yī)般不(bú)适于溫度波動(dòng)大,介(jiè)質物理特(tè)性變化大的流(liú)體測量(liàng),其次也(yě)不适于小(xiǎo)流速(sù)小管(guǎn)徑的流量(liàng)測量,因爲這時(shí)相對誤差将增(zēng)加。
7結束(shù)語
　　在冶(yě)金工業生産中(zhōng),需要根(gēn)據現場(chǎng)環(huán)境(jìng)被測介質(zhì)特性(xìng)及實(shí)用(yòng)性(xìng)等方面合理選(xuǎn)擇流量儀表,應用合理則(zé)能達(dá)到預期的(de)測量精度(dù),反之則不(bú)能取得好的效(xiào)果,甚(shèn)至(zhì)會很差(chà)。另外,正确(què)的使(shǐ)用(yòng)和(hé)維(wéi)護方法(fǎ)也是良好測量(liàng)效果(guǒ)的保證。

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