很多場合需要(yào)了解空(kōng)氣(qì)、水、煤(méi)氣等各種流體(tǐ)的流量,這些流量也(yě)是(shì)工(gōng)業生(shēng)産過程(chéng)中常用的過(guò)程(chéng)控制參(cān)數,所以流量測量儀(yí)表就顯得尤(yóu)爲重(zhòng)要(yào)。流量(liàng)測量儀表主要(yào)用于生(shēng)産(chǎn)中熱工過(guò)程的測量(liàng),是保(bǎo)證連續化(huà)生(shēng)産設備的安(ān)全、經濟及自動化運行的重要(yào)裝備之一(yī),并爲(wèi)自動(dòng)調節和控(kòng)制流量參數乃(nǎi)至整(zhěng)個(gè)生産過(guò)程提供精(jīng)确可靠的信息(xī)。流量(liàng)儀表(biǎo)适(shì)應生産(chǎn)發(fā)展的需要而(ér)發展,又促進生(shēng)産向(xiàng)更(gèng)高(gāo)級的(de)階段發展。科學(xué)技術的進(jìn)步,新(xīn)材料、新工藝、電(diàn)子技術、計算機(jī)技術的發(fā)展,以(yǐ)及物理(lǐ)學、智能控制理論(lùn)的發(fā)展都是流(liú)量儀(yí)表發(fā)展的(de)基(jī)礎(chǔ)。
1.流量計的分類(lèi)及性能
目(mù)前,市場上大約有超(chāo)過100種不同的流量儀表,其中(zhōng)一(yī)些屬于實(shí)驗室(shì)儀表,不(bú)适合工業應(yīng)用。随(suí)着科(kē)學(xué)技(jì)術(shù)的發展(zhǎn), 新型的(de)流量儀(yí)表還在不斷湧(yǒng)現。然而,沒有一種流(liú)量(liàng)儀表是(shì)“放之四海而皆(jiē)準”的(de)。每種流量(liàng)計在針(zhēn)對(duì)不同(tóng)的被測(cè)流體、不同的流(liú)動(dòng)狀态、不同的測(cè)量場(chǎng)所,有(yǒu)其(qí)優勢(shì)和(hé)略勢(shì),比如在流(liú)速不同(tóng)的(de)場合中,高、中流速下(xià)的流量測(cè)量已有孔(kǒng)闆流量計(jì)、渦街流量計、渦(wō)輪流量(liàng)計等多(duō)種流(liú)量計能實(shí)現正确測量,而(ér)在低流速流量的測量(liàng)中,尤其在測微小(xiǎo)流量(liàng)、低雷(léi)諾數(shù)的情(qíng)況下,浮子流量(liàng)計起着非常重(zhòng)要的(de)作用(yòng)。
流量儀表(biǎo)的分(fèn)類方(fāng)法很多,至今國(guó)内外(wài)還沒有統(tǒng)一的标(biāo)準(zhǔn)。 工業(yè)生産過(guò)程(chéng)中常(cháng)用的七(qī)大類流量儀表的(de)型式爲:差(chà)壓型(孔闆、文氏管),變面(miàn)積(jī)型(轉子流(liú)量計(jì)),振蕩型(xíng)(渦街流(liú)量計(jì)),電磁型(電(diàn)磁流量計),超聲(shēng)波型(多普勒流量計),動量矩型(xíng)(渦輪流量計),正位移型(橢(tuǒ)圓齒輪流量計)。表1簡(jiǎn)要列出幾種(zhǒng)儀(yí)表的性能和使(shǐ)用範圍。

2.浮子流(liú)量計(jì)的(de)介(jiè)紹
變面型(xíng)流(liú)量計的(de)典型代(dài)表是(shì)浮(fú)子流(liú)量(liàng)計(jì),(又稱(chēng)轉子流量計),是以浮子在垂直錐形管内(nèi)随着(zhe)流量變(biàn)化(huà)而(ér)升(shēng)降,改(gǎi)變它們之(zhī)間形成的(de)流通(tōng)環隙面(miàn)積(jī)作流量(liàng)測(cè)量的體積(jī)流量儀表。起源于18世(shì)紀中(zhōng)葉,世(shì)紀末出(chū)現了利(lì)用這種原理的(de)儀表,本世紀初(chū)即盛(shèng)行歐洲,取(qǔ)名羅托(tuō)計(jì),在美(měi)國、日本(běn)也有稱(chēng)作變面積流量(liàng)計或面積流量(liàng)計。實際上(shàng)本類儀表隻是變面(miàn)積流量計的一種,因(yīn)占了變面(miàn)積(jī)流量計(jì)的大部分,則習慣以(yǐ)變面積流量計稱之(zhī)。因其具有(yǒu)結構簡單,工作(zuò)可靠,壓損小且(qiě)穩定,可測低流(liú)速介(jiè)質等(děng)諸多(duō)優點,一直(zhí)廣泛(fàn)用于氣(qì)體(tǐ)、液體(tǐ)的流(liú)量(liàng)測量和(hé)自動控制系(xì)統(tǒng)中。
浮子流(liú)量計按其制造材料(liào)的不同,分(fèn)爲玻(bō)璃管(guǎn)浮子流量(liàng)計、塑料(liào)管浮子(zǐ)流量計和金屬(shǔ)管浮子流量計三種(zhǒng)。玻璃管浮(fú)子(zǐ)流量計(jì)和塑料管(guǎn)浮(fú)子流量(liàng)計結構簡單,浮子位置(zhì)清(qīng)晰可(kě)見,易讀,成本低(dī)廉,常用于測量(liàng)常溫(wēn)、常壓、透明(míng)和腐蝕性介質(zhì),如空氣、煤氣、氨(ān)氣等,便于現場目測,多用于工(gōng)業原料的配比(bǐ)計量。玻璃管浮(fú)子流量計雖然(rán)有很多優(yōu)點,但(dàn)隻适(shì)用于就地(dì)指示(shì),信号不能(néng)遠傳(chuán),玻璃管強(qiáng)度不夠(gòu),而不能(néng)用于(yú)測量高溫高壓(yā)及不透明(míng)的流體(tǐ)。所以工(gōng)業生産中(zhōng),采用(yòng)金屬管(guǎn)浮子流量計(jì)的(de)較(jiào)多。金(jīn)屬管浮子(zǐ)流量(liàng)計由于采用金(jīn)屬錐管(guǎn),不能直(zhí)接目測其(qí)浮子的位(wèi)置(zhì)及運動狀态,需(xū)要用間(jiān)接的方(fāng)法給(gěi)出(chū)浮子的(de)位置。因(yīn)此按其(qí)傳輸信(xìn)号的(de)方式(shì)不同(tóng)浮子(zǐ)流(liú)量計又(yòu)可分爲遠傳(chuán)式(shì)(電遠傳、氣遠傳(chuán))和就地指(zhǐ)示型(xíng)兩種(zhǒng)。這種金屬(shǔ)管浮子流量計多用于測(cè)量高(gāo)溫、高壓及(jí)腐蝕性介質。除了用(yòng)于工(gōng)業原料配比計(jì)量外,還能(néng)傳輸(shū)出标(biāo)準信(xìn)号進(jìn)行過程控(kòng)制或(huò)直(zhí)接(jiē)與記(jì)錄儀(yí)和顯示儀配套(tào)使用,計量(liàng)累計(jì)流量。
從目前的狀況看,玻(bō)璃管浮(fú)子流量計和塑(sù)料(liào)管浮(fú)子流(liú)量計已經(jīng)基本成型(xíng),且(qiě)應用比(bǐ)較成(chéng)熟。而(ér)金屬管浮(fú)子流量計(jì)由于應用場合的結(jié)構的(de)特殊(shū)性決定了它的(de)市(shì)場(chǎng)很大(dà),改進的空間也(yě)很廣(guǎng)。一般來說(shuō),金(jīn)屬管(guǎn)浮子流(liú)量計大多(duō)由浮子錐(zhuī)管、傳感轉換器(qì)兩部(bù)分構成。也有少(shǎo)數包(bāo)含智能信号處(chù)理器(qì)。其中浮子錐管、傳感轉換(huàn)器屬于傳感部(bù)分,智能信(xìn)号處理器是(shì)傳感部(bù)分的後續處理單元。傳感部分(fèn)負責采(cǎi)集信号(hào),獲取(qǔ)浮子高度(dù)、流量的相關信息;智能信号處(chù)理器是處(chù)理傳(chuán)感部分采集的(de)信息,進(jìn)行流量(liàng)顯示(shì),置(zhì)系(xì)數,和(hé)遠傳(chuán)輸出(chū)。智能(néng)浮子(zǐ)流(liú)量(liàng)計的(de)結構見圖(tú)1.

3.浮子(zǐ)流量計的發展(zhǎn)現況
随(suí)着電子(zǐ)技術、材(cái)料科(kē)學(xué)、計算機(jī)技(jì)術的(de)發展(zhǎn),爲金屬管(guǎn)浮子流量計注(zhù)入了(le)新鮮的活(huó)力,這些公司的(de)産品在電遠傳(chuán)、現場顯示、測量精度(dù)、流(liú)體的适(shì)用(yòng)範圍等方面(miàn)都有了長(zhǎng)足的(de)進步。浮(fú)子(zǐ)位置(zhì)的測量(liàng)已由過(guò)去的(de)純機械式,發展到了機械(xiè)式,電子(zǐ)式多(duō)種測量方(fāng)式。機械(xiè)式中加(jiā)入(rù)了轉(zhuǎn)角變送器,将差動變壓器(qì)的信号進行顯示和遠傳。
國内(nèi)的學者和工(gōng)程(chéng)技術(shù)人員(yuán)也爲(wèi)浮子(zǐ)流量計的研制(zhì)、改進和使(shǐ)用做了不少(shǎo)工作。國内玻(bō)璃管浮子流量(liàng)計的生産已有了較(jiào)成熟的産品規範和(hé)檢定标準(zhǔn),金屬管浮子流量計的産品以機械(xiè)式的(de)爲主(zhǔ)近幾(jǐ)年也有一些文(wén)章就轉子流量(liàng)計流量理論及其刻(kè)度标定,遠(yuǎn)傳結構,新(xīn)型浮(fú)子流(liú)量計設計(jì),使用(yòng)等(děng)學術理(lǐ)論和工程實踐(jiàn)的具體問題進(jìn)行了讨論。提出(chū)了諸如(rú)浮(fú)子流(liú)量計普遍流量(liàng)方程之(zhī)類(lèi)的有(yǒu)研究(jiū)價(jià)值(zhí)的思(sī)想。還有一(yī)些在進一步(bù)分析浮(fú)子流量計(jì)原理的基(jī)礎上,提出(chū)了壓(yā)力和(hé)溫度(dù)的變化對流量(liàng)測量誤差(chà)的(de)共同影響。并(bìng)且給(gěi)出了流量測量(liàng)相對誤差的計算,檢驗和修正(zhèng)的方法但(dàn)總體(tǐ)來說,比(bǐ)之(zhī)國外的研究(jiū)成果"還(hái)有很(hěn)大的(de)差距(jù)。
金(jīn)屬管浮子流(liú)量計從對浮子(zǐ)位置(zhì)的測量方(fāng)法可分(fèn)爲機械式和(hé)電子式二種。傳統的(de)金屬(shǔ)管浮子流量計(jì)都屬于機(jī)械式(shì),通過電磁感應(yīng)耦合和機械連(lián)杆結(jié)構(gòu)帶動指(zhǐ)針顯示或者(zhě)遠(yuǎn)傳結(jié)構向遠端(duān)輸出,這種(zhǒng)方法(fǎ)的弊端(duān)是存在(zài)機械(xiè)磨損,機械(xiè)遲滞,精(jīng)度低(dī)。
4.結(jié)束語
結合各國(guó)金屬浮(fú)子流量(liàng)計的發展(zhǎn)現況(kuàng),闡述(shù)了在(zài)浮子(zǐ)流量(liàng)計(jì)開發過(guò)程中如何優化,通過具體(tǐ)的分類及(jí)介紹,更一(yī)步(bù)地了解浮子(zǐ)流量計(jì)"在流量(liàng)市場上将(jiāng)有更廣闊的(de)發展前(qián)景。
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