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工控(kòng)摘要:
爲(wèi)了保證(zheng)流量儀(yí)表在生(shēng)産現場(chǎng)過程中(zhōng)發揮、zui的(de)使用,流(liu)量計的(de)選擇,必(bi)須要根(gen)據生産(chan)現場需(xū)要計量(liang)🚶的介質(zhi)而定。一(yī)、氣體介(jie)質🏃🏻,應選(xuan)擇的流(liu)量計品(pǐn)種是:1、超(chao)聲波氣(qì)體流量(liang)計。2、渦街(jiē)流量計(ji)。如氣體(ti)溫度超(chao)過300℃,可選(xuan)氣壓式(shì)流量計(jì)。二、石油(yóu)、柴油等(děng)油品介(jie)質,應選(xuan)👣擇的流(liú)量計品(pǐn)種是:超(chao)聲波流(liu)量計。三(sān)、砂漿、電(diàn)粉漿等(deng)大濃度(du)、固體顆(ke)粒含量(liang)大的介(jie)質,應選(xuan)擇的🌈流(liu)量❗計品(pǐn)種是:電(diàn)磁流量(liàng)計。四、自(zì)來水大(dà)流量的(de)介質,應(yīng)🛀選擇的(de)流量計(jì)品種是(shi):适用選(xuǎn)型爲智(zhi)🚶能電磁(cí)流量計(ji)、超聲波(bō)流量計(ji)。其他諸(zhū)如渦🚶♀️街(jie)流量計(ji)、孔闆流(liu)量計等(děng)也可以(yǐ)。五、污水(shuǐ)、紙漿等(děng)渾濁液(ye)體介質(zhì),應選擇(ze)的流量(liang)計品種(zhong)是:1、超聲(sheng)波流量(liàng)計及智(zhì)能電磁(cí)流量計(jì)。但在選(xuǎn)用電磁(ci)流量計(ji)🧑🏾🤝🧑🏼時要考(kǎo)慮液體(tǐ)中不含(hán)較✌️多空(kong)氣或氣(qì)泡。六、帶(dai)有較多(duo)氣泡的(de)液體介(jie)質,應選(xuan)擇的流(liu)量計品(pǐn)種是:超(chao)聲波流(liú)量計,使(shi)用該類(lèi)型的流(liú)量計測(cè)量帶有(yǒu)氣泡的(de)流體,效(xiào)果十分(fèn)好。七、純(chun)淨水、除(chú)🤟鹽水等(děng)電導率(lǜ)低的介(jiè)質,應選(xuǎn)擇的流(liu)量計品(pǐn)種是:超(chāo)聲波流(liu)量計非(fei)常适合(hé)測量這(zhe)類流體(tǐ)。八、酸㊙️、堿(jian)液等強(qiáng)腐蝕性(xìng)介質,應(yīng)選擇的(de)流量💞計(ji)品種是(shi):1、抗👌酸堿(jiǎn)内襯的(de)電磁流(liú)量計。2、外(wai)夾式超(chāo)聲波流(liu)量計。
用(yong)以測量(liang)管路中(zhōng)流體流(liú)量(單位(wèi)時間内(nei)通過的(de)流體體(tǐ)積)的儀(yi)表。有轉(zhuǎn)子流量(liàng)計、節流(liu)式流量(liàng)計、細縫(feng)流量計(jì)、容積流(liu)量計、電(dian)磁流量(liang)計、超聲(shēng)波流量(liàng)計和堰(yàn)等。
流量(liàng)測量方(fāng)法和儀(yi)表的種(zhong)類繁多(duo),分類方(fang)法也很(hen)多。至🍉今(jīn)爲止♋,可(ke)供工業(ye)用的流(liú)量儀表(biǎo)種類達(dá)60種之多(duo)。品種如(rú)此之多(duō)的💋原因(yin)就在于(yu)至今還(hái)沒找到(dao)一種對(dui)任何流(liu)體、任何(he)量㊙️程、任(rèn)何流動(dòng)狀态以(yi)及任何(he)🈚使用條(tiáo)件都适(shì)用的流(liu)量儀表(biao)🐪。
這60多種(zhǒng)流量儀(yi)表,每種(zhǒng)産品都(dōu)有它特(tè)定的适(shì)用性,也(ye)都💛有它(tā)的局限(xian)性。按測(cè)量對象(xiàng)劃分就(jiù)有封閉(bi)管道和(hé)明渠兩(liǎng)大類;按(àn)測量目(mù)的又可(kě)分爲總(zǒng)量測量(liang)和流量(liang)測量,其(qi)儀表分(fen)别稱作(zuò)總量表(biao)和流量(liang)計。
總量(liàng)表測量(liàng)一段時(shi)間内流(liu)過管道(dào)的流量(liang),是以短(duan)暫時間(jiān)内流過(guò)的總量(liàng)除以該(gai)時間的(de)商來表(biao)示,實際(ji)上流量(liàng)計通常(chang)亦✌️備有(you)累積流(liu)量裝置(zhi),做總量(liàng)表使用(yong),而總量(liàng)表✍️亦備(bei)有流量(liàng)發訊裝(zhuang)置。因此(ci),以嚴格(gé)意義來(lái)分流量(liang)計和總(zǒng)量表已(yi)無實際(jì)意義。
按(àn)測量原(yuán)理分有(you)力學原(yuan)理、熱學(xué)原理、聲(sheng)學原理(li)、電學原(yuán)理、光學(xue)原理、原(yuan)子物理(lǐ)學原理(li)等。
按照(zhào)目前zui流(liú)行、zui廣泛(fan)的分類(lèi)法,即分(fèn)爲:容積(ji)式流量(liang)計、差壓(yā)式㊙️流量(liang)計、浮子(zǐ)流量計(jì)、渦輪流(liú)量計、電(diàn)磁流量(liàng)計、流體(ti)振蕩流(liu)量計中(zhōng)的渦街(jie)流量計(ji)、質量流(liu)量計和(hé)插入式(shi)流量計(ji)、探針式(shì)流🔞量計(ji),來⛷️分别(bié)闡述各(ge)種流量(liang)計🧑🏽🤝🧑🏻的原(yuan)理、特點(diǎn)、應用概(gai)況及國(guó)内⛷️外的(de)發展情(qing)況。
差壓(ya)式流量(liàng)計是根(gen)據安裝(zhuāng)于管道(dao)中流量(liàng)檢測件(jiàn)産⭕生😄的(de)♻️差壓🏃,已(yǐ)知的流(liu)體條件(jiàn)和檢測(ce)件與管(guǎn)道的幾(ji)何尺寸(cùn)🔞來計💃算(suàn)流量的(de)儀表。
差(cha)壓式流(liu)量計由(you)一次裝(zhuāng)置(檢測(ce)件)和二(er)次裝置(zhì)(差壓轉(zhuǎn)換和流(liú)量顯示(shì)儀表)組(zǔ)成。通常(chang)以檢測(ce)件形式(shi)對差壓(ya)式流量(liang)計分☁️類(lei),如孔闆(pǎn)流量計(ji)、文丘裏(lǐ)流量計(ji)、均速管(guan)流量計(jì)等。
二次(ci)裝置爲(wèi)各種機(jī)械、電子(zi)、機電一(yī)體式差(cha)壓計,差(chà)壓變送(song)🈲器及🔴流(liu)量顯示(shì)儀表。它(ta)已發展(zhǎn)爲三化(hua)(系列化(huà)、通用化(hua)‼️及标準(zhǔn)化)程度(dù)🌍很高的(de)、種類規(guī)格龐雜(za)的一大(dà)類儀表(biao),它既可(kě)測♌量流(liú)量參數(shu),也可測(ce)量其它(ta)❤️參數(如(ru)壓力、物(wu)位、密度(du)等)。
差壓(yā)式流量(liang)計的檢(jian)測件按(àn)其作用(yong)原理可(kě)分爲:節(jiē)流⭐裝置(zhì)、水力阻(zu)力式、離(lí)心式、動(dong)壓頭式(shì)、動壓頭(tou)增益式(shì)及射流(liu)式幾大(dà)類。
檢測(ce)件又可(ke)按其标(biāo)準化程(cheng)度分爲(wei)二大類(lèi):标準的(de)和非标(biāo)準的。
所(suǒ)謂标準(zhǔn)檢測件(jiàn)是隻要(yào)按照标(biao)準文件(jiàn)設計、制(zhì)造、安💯裝(zhuang)和使用(yong),無須經(jing)實流标(biāo)定即可(ke)确定其(qi)流量值(zhi)和估算(suàn)測量誤(wù)差。
非标(biāo)準檢測(ce)件是成(cheng)熟程度(du)較差的(de),尚未列(liè)入标準(zhun)中的💚檢(jiǎn)測件。
差(chà)壓式流(liú)量計是(shì)一類應(yīng)用zui廣泛(fàn)的流量(liang)計,在各(gè)類💛流量(liang)儀⛱️表中(zhong)其使用(yong)量占居(ju)*。近年來(lái),由于各(ge)種新型(xíng)☔流量⭐計(ji)的問世(shi),它的使(shǐ)用量百(bai)分數逐(zhu)漸下降(jiang),但目前(qian)仍是zui重(zhong)要的一(yī)類流量(liàng)計。
優點(dian):
(1)應用zui多(duo)的孔闆(pan)式流量(liàng)計結構(gòu)牢固,性(xìng)能穩定(dìng)可靠💃🏻,使(shǐ)用壽命(ming)🔅長;
(2)應用(yong)範圍廣(guǎng)泛,至今(jin)尚無任(ren)何一類(lèi)流量計(ji)可與之(zhi)相‼️比拟(ni);
(3)檢測件(jiàn)與變送(song)器、顯示(shì)儀表分(fen)别由不(bu)同廠家(jia)生産,便(biàn)于規模(mo)💞經濟生(sheng)産。
缺點(dian):
(1)測量精(jing)度普遍(biàn)偏低;
(2)範(fàn)圍度窄(zhǎi),一般僅(jǐn)3:1~4:1;
(3)現場安(ān)裝條件(jiàn)要求高(gao);
(4)壓損大(da)(指孔闆(pan)、噴嘴等(děng))。
注:一種(zhong)新型産(chǎn)品:引進(jin)美國*而(er)開發的(de)平衡流(liú)量計,這(zhe)📱種流量(liang)計的測(ce)量精度(dù)是傳統(tong)節流裝(zhuang)置的5-10倍(bei),*壓力損(sun)失1/3。壓力(lì)恢複快(kuài)2倍,zui小直(zhí)管段可(kě)以小至(zhi)1.5D,安裝和(he)使用方(fang)便,大大(dà)減少流(liu)🚩體運行(hang)👌的能力(lì)消耗。
應(yīng)用概況(kuàng):
差壓式(shì)流量計(jì)應用範(fan)圍特别(bie)廣泛,在(zai)封閉管(guǎn)道的🤞流(liu)量測量(liang)中各種(zhong)對象都(dou)有應用(yong),如流體(tǐ)方面:單(dan)相、混相(xiàng)🏃♂️、潔淨、髒(zāng)污、粘性(xing)流等;工(gong)作狀态(tài)方面:常(chang)壓、高壓(yā)、真空、常(cháng)溫、高溫(wēn)🛀、低溫等(děng);管徑方(fang)面:從幾(jǐ)♌mm到幾m;流(liu)動條🎯件(jiàn)方面:亞(ya)🛀音速、音(yīn)速、脈動(dòng)流等。它(tā)在各工(gōng)業部門(mén)的用量(liàng)約占流(liu)量計全(quan)部用量(liang)的1/4~1/3。
[編輯(ji)本段]3.2浮(fú)子流量(liang)計
浮子(zi)流量計(jì),又稱轉(zhuan)子流量(liàng)計,是變(bian)面積式(shì)流量計(jì)的🈚一種(zhǒng)🐉,在一🌈根(gēn)由下向(xiàng)上擴大(dà)的垂直(zhí)錐管中(zhōng),圓形橫(héng)截面的(de)♌浮子🔞的(de)重力是(shì)由液體(ti)動力承(cheng)受的,從(cóng)而使浮(fu)子可以(yi)在錐管(guǎn)内自由(you)地上升(sheng)和🔞下降(jiàng)。
浮子流(liu)量計是(shì)僅次于(yú)差壓式(shi)流量計(jì)應用範(fàn)圍zui寬廣(guang)的一💜類(lèi)流❌量計(jì),特别在(zài)小、微流(liú)量方面(miàn)有舉足(zu)輕⛱️重的(de)作用㊙️。
80年(nián)代中期(qī),日本、西(xī)歐、美國(guo)的銷售(shou)金額占(zhan)流量儀(yi)表的15%~20%。中(zhong)國産量(liang)1990年估計(ji)在12~14萬台(tái),其中95%以(yǐ)上爲玻(bō)璃錐管(guan)浮子流(liu)量計。
特(tè)點:
(1)玻璃(lí)錐管浮(fu)子流量(liang)計結構(gou)簡單,使(shǐ)用方便(biàn),缺點是(shì)🏒耐壓力(lì)低📐,有玻(bo)璃管易(yi)碎的較(jiào)大風險(xian);
(2)适用于(yú)小管徑(jing)和低流(liú)速;
(3)壓力(li)損失較(jiao)低。
[編輯(jí)本段]3.3容(róng)積式流(liú)量計
容(róng)積式流(liú)量計,又(yòu)稱定排(pái)量流量(liàng)計,簡稱(cheng)PD流量計(ji),在流量(liàng)儀💘表中(zhong)是精度(dù)zui高的一(yī)類。它利(li)用機械(xiè)測量元(yuan)件把流(liu)體連續(xu)不斷地(di)分割成(cheng)單個已(yǐ)知的體(ti)積部🤟分(fèn),根據測(cè)量室逐(zhu)次重複(fú)地充滿(mǎn)和排放(fàng)該體積(jī)部分流(liu)體的次(cì)數來測(ce)量流體(ti)體積總(zong)量。
容積(jī)式流量(liang)計按其(qi)測量元(yuan)件分類(lèi),可分爲(wèi)橢圓齒(chi)輪流量(liàng)計、刮闆(pan)流量計(jì)、雙轉子(zǐ)流量計(ji)、旋轉活(huo)塞流量(liàng)計、往複(fu)活塞流(liú)量計、圓(yuán)盤流量(liang)計、液封(fēng)轉筒式(shì)流量計(ji)、濕式氣(qi)量❗計及(jí)膜🌂式氣(qi)量計等(deng)。
優點:
(1)計(jì)量精度(dù)高;
(2)安裝(zhuāng)管道條(tiáo)件對計(ji)量精度(dù)沒有影(ying)響;
(3)可用(yong)于高粘(zhan)度液體(tǐ)的測量(liàng);
(4)範圍度(du)寬;
(5)直讀(dú)式儀表(biǎo)無需外(wài)部能源(yuán)可直接(jiē)獲得累(lèi)計,總量(liàng),清晰明(míng)⚽了,操作(zuò)簡便。
缺(quē)點:
(1)結果(guo)複雜,體(ti)積龐大(dà);
(2)被測介(jiè)質種類(lei)、口徑、介(jie)質工作(zuò)狀态局(jú)限性較(jiào)大;
(3)不适(shì)用于高(gao)、低溫場(chang)合;
(4)大部(bù)分儀表(biǎo)隻适用(yòng)于潔淨(jing)單相流(liú)體;
(5)産生(shēng)噪聲及(jí)振動。
應(ying)用概況(kuàng):
容積式(shì)流量計(jì)與差壓(yā)式流量(liàng)計、浮子(zǐ)流量計(ji)并列爲(wèi)✊三類使(shi)用量zui大(da)的流量(liàng)計,常應(ying)用于昂(áng)貴介質(zhì)(油品、天(tiān)然氣等(děng))的總量(liang)測量。
工(gong)業發達(dá)國家近(jìn)年PD流量(liàng)計(不包(bao)括家用(yong)煤氣表(biǎo)和家用(yong)水🌂表)的(de)銷售金(jīn)額占流(liu)量儀表(biǎo)的13%~23%;我國(guó)約占20%,1990年(nian)産量(不(bu)包括家(jia)用煤🙇🏻氣(qi)表)估計(jì)爲34萬台(tái),其中橢(tuǒ)圓齒輪(lún)式和腰(yao)輪式分(fen)别約占(zhan)70%和20%。
[編輯(ji)本段]3.4渦(wō)輪流量(liang)計
渦輪(lun)流量計(jì),是速度(du)式流量(liàng)計中的(de)主要種(zhong)類,它采(cǎi)用多葉(yè)片的轉(zhuǎn)子(渦輪(lun))感受流(liú)體平均(jun)流速,從(cóng)而且🔆推(tui)導🌈出流(liu)量或總(zǒng)量♋的儀(yí)表。
一般(bān)它由傳(chuan)感器和(hé)顯示儀(yí)兩部分(fèn)組成,也(ye)可做成(cheng)整體式(shì)。
渦輪流(liu)量計和(hé)容積式(shi)流量計(jì)、科裏奧(ao)利質量(liang)流量計(ji)稱爲流(liu)量計中(zhong)三類重(zhòng)複性、精(jing)度*的産(chan)品,作爲(wèi)類型流(liu)量計之(zhi)一,其産(chan)品已發(fa)展爲多(duo)品種、多(duō)系列批(pī)量生産(chǎn)⚽的規模(mó)。
優點:
(1)高(gāo)精度,在(zài)所有流(liú)量計中(zhong),屬于zui的(de)流量計(ji);
(2)重複性(xìng)好;
(3)元零(líng)點漂移(yí),抗幹擾(rǎo)能力好(hao);
(4)範圍度(du)寬;
(5)結構(gou)緊湊。
缺(quē)點:
(1)不能(néng)長期保(bǎo)持校準(zhun)特性;
(2)流(liú)體物性(xing)對流量(liang)特性有(yǒu)較大影(ying)響。
應用(yòng)概況:
渦(wo)輪流量(liàng)計在以(yi)下一些(xie)測量對(dui)象獲得(de)廣泛應(ying)用:石油(yóu)、有機液(ye)體、無機(jī)液、液化(huà)氣、天然(rán)氣和低(di)溫流體(tǐ)統在🚶歐(ōu)洲和美(měi)國,渦輪(lun)流量計(ji)在用量(liang)上是僅(jin)次于🈲孔(kong)闆流量(liang)計的天(tian)然計量(liang)儀表,僅(jǐn)荷蘭在(zai)天然氣(qì)管線上(shàng)就采用(yong)了2600多台(tái)各種尺(chi)寸,壓力(li)從0.8~6.5MPa的氣(qi)體渦輪(lún)👄流量計(jì),它們已(yǐ)成爲優(yōu)良的天(tiān)然氣計(jì)量儀表(biao)。
[編輯本(běn)段]3.5電磁(cí)流量計(jì)
電磁流(liú)量計是(shi)根據法(fa)拉弟電(dian)磁感應(ying)定律制(zhì)成的✂️一(yi)種測量(liàng)導電性(xìng)液體的(de)儀表。
電(dian)磁流量(liàng)計有一(yi)系列優(you)良特性(xing),可以解(jie)決其它(ta)流量計(ji)不易🏃🏻應(yīng)用的問(wèn)題,如髒(zāng)污流、腐(fǔ)蝕流的(de)測量。
70、80年(nián)代電磁(cí)流量在(zai)技術上(shang)有重大(da)突破,使(shi)它成爲(wèi)應用廣(guǎng)泛的一(yi)✌️類流量(liang)計,在流(liu)量儀表(biao)中其使(shǐ)用量百(bai)分數不(bu)斷上升(shēng)。
優點:
(1)測(cè)量通道(dao)是段光(guang)滑直管(guan),不會阻(zu)塞,适用(yòng)于測量(liàng)含固體(tǐ)顆😘粒的(de)液固二(èr)相流體(tǐ),如紙漿(jiang)、泥漿、污(wu)水等;
(2)不(bú)産生流(liú)量檢測(cè)所造成(chéng)的壓力(lì)損失,節(jiē)能效果(guo)好;
(3)所測(ce)得體積(jī)流量實(shí)際上不(bu)受流體(ti)密度、粘(zhān)度、溫度(dù)、壓力和(he)電導率(lü)變化的(de)明顯影(yǐng)響;
(4)流量(liang)範圍大(dà),口徑範(fàn)圍寬;
(5)可(kě)應用腐(fǔ)蝕性流(liú)體。
缺點(dian):
(1)不能測(cè)量電導(dao)率很低(di)的液體(ti),如石油(yóu)制品;
(2)不(bu)能測量(liang)氣體、蒸(zhēng)汽和含(hán)有較大(da)氣泡的(de)液體;
(3)不(bu)能用于(yú)較高溫(wen)度。
應用(yòng)概況:
電(dian)磁流量(liang)計應用(yòng)領域廣(guang)泛,大口(kǒu)徑儀表(biǎo)較多應(ying)用于給(gěi)排水工(gong)程;中小(xiao)口徑常(cháng)用于高(gao)要求或(huò)難測場(chǎng)合,如鋼(gāng)鐵😄工業(ye)高爐🍓風(feng)口🔞冷卻(què)水控制(zhì),造紙工(gong)業測量(liàng)紙漿⛹🏻♀️液(ye)和黑液(ye),化學工(gōng)業的強(qiang)腐蝕液(yè),有色冶(yě)金工業(yè)的礦漿(jiāng);小口徑(jìng)、微小口(kou)徑常用(yòng)于醫藥(yao)工業、食(shí)🐇品工業(yè)、生物化(hua)學等有(yǒu)衛生要(yào)求的場(chǎng)所。
[編輯(ji)本段]3.6渦(wō)街流量(liang)計
渦街(jiē)流量計(jì)是在流(liú)體中安(ān)放一根(gēn)非流線(xian)型遊渦(wo)發生體(ti)㊙️,流體在(zài)發生體(ti)兩側交(jiao)替地分(fèn)離釋放(fang)出兩串(chuan)規⭐則地(dì)🔞交錯排(pái)列🐅的遊(you)渦的儀(yí)表。
渦街(jiē)流量計(ji)按頻率(lǜ)檢出方(fāng)式可分(fèn)爲:應力(lì)式、應變(biàn)式💁、電容(róng)式、熱💚敏(mǐn)式、振動(dong)體式、光(guāng)電式及(jí)超聲式(shì)等。
渦街(jiē)流量計(jì)是屬于(yú)zui年輕的(de)一類流(liú)量計,但(dan)其發展(zhan)😘迅速,目(mu)前已成(cheng)爲通用(yòng)的一類(lei)流量計(ji)。
優點:
(1)結(jie)構簡單(dan)牢固;
(2)适(shi)用流體(tǐ)種類多(duō);
(3)精度較(jiào)高;
(4)範圍(wei)度寬;
(5)壓(ya)損小。
缺(que)點:
(1)不适(shi)用于低(dī)雷諾數(shù)測量;
(2)需(xu)較長直(zhí)管段;
(3)儀(yi)表系數(shu)較低(與(yu)渦輪流(liú)量計相(xiàng)比);
(4)儀表(biao)在脈動(dong)流、多相(xiàng)流中尚(shang)缺乏應(yīng)用經驗(yan)。
[編輯本(ben)段]3.7超聲(sheng)波流量(liàng)計
超聲(shēng)波流量(liang)計是通(tōng)過檢測(cè)流體流(liu)動對超(chao)聲束(或(huo)🔱超聲❄️脈(mo)沖)的作(zuò)用以測(ce)量流量(liàng)的儀表(biao)。
根據對(duì)信号檢(jiǎn)測的原(yuan)理超聲(sheng)流量計(jì)可分爲(wei)傳播速(su)度差法(fa)(直接時(shí)差法、時(shí)差法、相(xiàng)位差法(fǎ)和頻差(chà)法)、波束(shu)🏃♀️偏移法(fǎ)、多普勒(le)法、互♋相(xiang)關法、空(kōng)間濾法(fǎ)及噪聲(shēng)法等。
超(chao)聲流量(liàng)計和電(dian)磁流量(liang)計一樣(yàng),因儀表(biǎo)流通通(tong)道未🏒設(shè)置任何(hé)阻礙件(jian),均屬*流(liú)量計,是(shi)适于解(jie)決流量(liang)測量🌈困(kun)難問題(ti)的一類(lei)流量計(ji),特别在(zài)大口徑(jing)流量測(cè)量方面(mian)有較突(tū)出的優(you)點,近年(nián)來它是(shi)發展迅(xun)速的一(yi)類流量(liang)計之一(yī)。
優點:
(1)可(ke)做非接(jiē)觸式測(cè)量;
(2)爲無(wu)流動阻(zu)撓測量(liàng),無壓力(li)損失;
(3)可(kě)測量非(fei)導電性(xìng)液體,對(dui)無阻撓(nao)測量的(de)電磁流(liú)量計是(shì)一種補(bu)充。
缺點(diǎn):
(1)傳播時(shi)間法隻(zhī)能用于(yú)清潔液(yè)體和氣(qì)體;而多(duō)普勒法(fǎ)☀️隻能用(yòng)于🔴測量(liàng)含有一(yī)定量懸(xuan)浮顆粒(li)和氣泡(pao)的液體(ti);
(2)多普勒(lè)法測量(liàng)精度不(bu)高。
應用(yong)概況:
(1)傳(chuán)播時間(jian)法應用(yong)于清潔(jie)、單相液(ye)體和氣(qi)體。典型(xíng)應用有(yǒu)工廠排(pai)放液、:怪(guài)液、液化(hua)天然氣(qì)等;
(2)氣體(ti)應用方(fang)面在高(gāo)壓天然(rán)氣領域(yu)已有使(shi)用良好(hao)的經驗(yan);
(3)多普勒(lè)法适用(yong)于異相(xiang)含量不(bú)太高的(de)雙相流(liú)體,例❓如(rú):未🌈處理(li)污⁉️水、工(gong)廠排放(fang)液、髒流(liú)程液;通(tong)常不适(shì)用😍于非(fēi)常清潔(jie)的液體(tǐ)。
[編輯本(běn)段]3.8科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liang)計
科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liàng)計(以下(xià)簡稱CMF)是(shì)利用流(liú)體在振(zhen)動管中(zhōng)流動時(shi),産生與(yǔ)質量流(liu)量成正(zhèng)比的科(ke)裏奧利(lì)力原理(li)制成的(de)一種直(zhí)接式質(zhi)量流量(liang)儀表。
我(wǒ)國CMF的應(ying)用起步(bù)較晚,近(jìn)年已有(yǒu)幾家制(zhì)造廠(如(ru)太行儀(yi)💯表廠)自(zì)💁行開發(fa)供應市(shi)場;還有(yǒu)幾家制(zhi)造廠組(zǔ)建合資(zi)企業或(huò)引用生(sheng)産系列(lie)儀表。
熱(rè)式氣體(ti)質量流(liú)量計
熱(re)式流量(liàng)計傳感(gan)器包含(han)兩個傳(chuan)感元件(jiàn),一個速(sù)度傳感(gan)器和一(yi)個溫度(dù)傳感器(qì)。它們自(zi)動地補(bǔ)償和校(xiào)正氣體(ti)溫度變(bian)化。儀表(biǎo)的電加(jiā)熱部分(fèn)将速度(du)傳感器(qi)加熱🛀到(dào)高于工(gong)況溫🐪度(du)的某💰一(yī)個定值(zhi),使速度(dù)傳感器(qi)和測量(liàng)工況溫(wēn)度的傳(chuán)感器之(zhī)間形👄成(cheng)恒定溫(wēn)差。當保(bǎo)持溫差(chà)不變時(shí),電加熱(rè)消耗的(de)㊙️能量,也(yě)可以說(shuō)熱消散(san)值,與流(liu)過氣體(ti)的質量(liàng)流量成(chéng)正比。
熱(re)式氣體(tǐ)質量流(liú)量計即(jí)MassFlowMeter(縮寫爲(wei)MFM),它是氣(qi)體流量(liang)計量中(zhong)新型儀(yí)🌈表,區别(bié)于其它(ta)氣體流(liú)量計不(bu)需要進(jìn)行壓🧡力(li)和溫度(du)修正,直(zhí)接測量(liang)氣體的(de)質量流(liú)量,一支(zhī)傳感器(qì)可以做(zuo)到量程(chéng)從極低(di)到高量(liang)程。它适(shi)合單一(yī)氣體☁️和(he)固定比(bi)例多組(zu)份氣體(ti)的測量(liàng)。
熱式氣(qì)體質量(liàng)流量計(ji)是用于(yú)測量和(he)控制氣(qi)體質量(liàng)流量的(de)新型儀(yi)表。可用(yong)于石油(yóu)、化工、鋼(gāng)鐵、冶金(jīn)、電力、輕(qing)工、醫藥(yao)、環保等(děng)工業部(bu)門的空(kōng)氣、烴類(lei)氣體、可(ke)燃性氣(qì)體、煙道(dao)氣體的(de)監測。
特(te)點
可靠(kao)性高重(zhòng)複性好(hao)測量精(jing)度高壓(yā)損小
無(wú)活動部(bu)件量程(cheng)比寬響(xiang)應速度(du)快無須(xu)溫壓補(bǔ)償
應用(yòng)
•工業管(guan)道中氣(qi)體質量(liàng)流量測(cè)量•煙囪(cong)排出的(de)煙氣流(liu)速測量(liang)
•煅燒爐(lú)煙道氣(qi)流量測(cè)量•燃氣(qi)過程中(zhong)空氣流(liu)量測量(liàng)
•壓縮空(kong)氣流量(liang)測量•半(ban)道體芯(xīn)片制造(zào)過程中(zhong)氣體流(liu)量測🔱量(liàng)
•污水處(chu)理中氣(qì)體流量(liang)測量•加(jiā)熱通風(fēng)和空調(diao)系統中(zhong)☔的氣體(tǐ)流量測(ce)量
•熔劑(ji)回收系(xì)統氣體(ti)流量測(cè)量•燃燒(shao)鍋爐中(zhōng)燃燒氣(qì)☂️體流量(liàng)☂️測量
•天(tiān)然氣、火(huǒ)炬氣、氫(qīng)氣等氣(qì)體流量(liang)測量
•啤(pi)酒生産(chǎn)過程中(zhong)二氧化(hua)碳氣體(ti)流量測(cè)量
•水泥(ni)、卷煙、玻(bō)璃廠生(sheng)産過程(cheng)中氣體(ti)質量流(liú)量測量(liang)🧑🏾🤝🧑🏼
如:美國(guo)SIERRA
中國DSN
3.9明(ming)渠流量(liang)計
與前(qian)述幾種(zhong)不同,它(ta)是在非(fei)滿管狀(zhuàng)敞開渠(qu)道測量(liàng)自由🎯表(biǎo)面自然(ran)流的流(liu)量儀表(biǎo)。
非滿管(guǎn)态流動(dòng)的水路(lù)稱作明(míng)渠,測量(liàng)明渠中(zhōng)水流流(liu)量的稱(cheng)💁作明渠(qú)流量計(jì)(openchannelflowmeter)。
明渠流(liu)量計除(chú)圓形外(wai),還有U字(zì)形、梯形(xing)、矩形等(deng)多種🐅形(xíng)狀。
明渠(qu)流量計(ji)應用場(chang)所有城(chéng)市供水(shui)引水渠(qú);火電廠(chang)引水和(he)排水渠(qú)、污水治(zhì)理流入(ru)和排放(fàng)渠;工礦(kuang)企業🍓水(shuǐ)排放以(yi)及水利(lì)工🎯程和(he)農業灌(guan)溉用渠(qú)道。有人(ren)估計1995台(tai),約占流(liu)量🌍儀表(biao)整體的(de)1.6%,但是國(guó)内應用(yong)尚無估(gū)計數據(jù)。
4,新工作(zuò)原理流(liú)量儀表(biǎo)的研究(jiu)和開發(fa)
4.1靜電流(liu)量計
(electrostaticflowmeter)
日(ri)本東京(jīng)技術學(xué)院研制(zhi)适用于(yú)石油輸(shū)送管線(xian)低導電(dian)液體流(liú)量測量(liàng)的靜電(diàn)流量計(ji)。
靜電流(liu)量計的(de)金屬測(ce)量管絕(jué)緣地與(yǔ)管系連(lián)接,測量(liang)電容💃器(qì)上靜電(dian)荷便可(kě)知道測(cè)量管内(nei)的電荷(hé)。他們分(fen)别作了(le)内徑4~8mm銅(tong)、不鏽鋼(gāng)等金屬(shu)和塑料(liào)測量管(guǎn)儀表的(de)實流試(shi)驗,試驗(yan)表明流(liú)🧡量與電(diàn)荷之間(jiān)接近于(yu)線性。
4.2複(fu)合效應(yīng)流量儀(yi)表
(combinedeffectsmeter)
該儀(yí)表的工(gōng)作原理(lǐ)是基于(yu)流體的(de)動量和(he)壓力作(zuò)用✨于儀(yi)表腔🐉體(ti)産生的(de)變形,測(cè)量複合(he)效應的(de)變形求(qiú)取😘流量(liang)📱。本儀表(biǎo)由美國(guo)GMI工程和(hé)管理學(xue)院開發(fa),已申請(qing)兩項。
4.3轉(zhuan)速表式(shi)流量傳(chuan)感器
(tachmetricflowratesensor)
它(ta)是由俄(é)羅斯科(kē)學工程(cheng)中心工(gong)業儀表(biǎo)公司開(kai)發,是基(jī)于懸浮(fú)效應理(li)論研制(zhì)的。該儀(yi)表已在(zai)若幹現(xian)場成功(gōng)的應用(yòng)(例如⛱️在(zai)核電站(zhan)安裝2000餘(yú)台測量(liang)熱水流(liu)量,連續(xu)使用8年(nian)),且還在(zai)改進以(yi)擴大應(ying)用領域(yù)。
5,幾種流(liú)量儀表(biao)應用和(hé)發展動(dong)向
5.1科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liàng)計(CMF)
國外(wai)CMF已發展(zhǎn)30餘系列(lie),各系列(liè)開發在(zài)技術上(shàng)着眼點(dian)在于:流(liú)✊量檢測(ce)測量管(guǎn)結構上(shàng)設計創(chuang)新;提高(gao)儀表零(líng)點穩定(dìng)性和度(dù)等性能(néng);增加測(cè)量管撓(náo)度,提高(gāo)靈敏度(dù);改善測(cè)量管應(yīng)力⛹🏻♀️分布(bù),降低疲(pí)勞損壞(huai),加強抗(kang)振動幹(gàn)擾能力(lì)等。
5.2電磁(cí)流量計(ji)(EMF)
EMF從50年代(dai)初進入(rù)工業應(ying)用以來(lái),使用領(lǐng)域日益(yì)擴展,80年(nián)代🙇♀️後期(qi)起在各(gè)國流量(liang)儀表銷(xiāo)售金額(é)中已占(zhan)16%~20%。
我國近(jìn)年發展(zhan)迅速,1994年(nian)銷售估(gū)計爲6500~7500台(tai)。國内已(yi)生産zui大(da)口徑✍️爲(wei)2~6m的ENF,并有(yǒu)實流校(xiào)驗口徑(jìng)3m的設備(bèi)能力。
5.3渦(wo)街流量(liàng)計(USF)
USF在60年(nian)代後期(qi)進入工(gong)業應用(yòng),80年代後(hou)期起在(zai)各國流(liú)量儀表(biao)銷售金(jīn)額中已(yi)占4%~6%。1992年世(shi)界範圍(wéi)估計銷(xiao)售量爲(wèi)3.54.8萬台,同(tong)期國内(nèi)産品估(gu)計在8000~9000台(tai)。
5.4威力巴(bā)流量計(ji)
威立巴(ba)流量計(ji)計采用(yong)了*符合(he)空氣動(dòng)力學原(yuán)理的工(gong)📞程🔴結🐪構(gou)設計,是(shì)一種在(zai)精度、功(gōng)效及可(kě)靠方面(mian)達♈到了(le)✊無比🌈程(chéng)度的傳(chuan)感元件(jian)。
6,結論
由(you)上述可(ke)知,流量(liang)計發展(zhan)到今天(tiān)雖然已(yǐ)日趨成(chéng)熟☁️,但🛀其(qi)種類仍(reng)然極其(qí)繁多,至(zhi)今尚無(wú)一種對(duì)于任何(he)場合都(dou)适用的(de)流量計(jì)。
每種流(liu)量計都(dou)有其适(shì)用範圍(wéi),也都有(you)局限性(xing)。這就要(yào)求🚶我們(men)😄:
(1)在選擇(zé)儀表時(shi),一定要(yào)熟悉儀(yí)表和被(bèi)測對象(xiang)兩方面(mian)的情況(kuang),并要兼(jian)顧考慮(lü)其它因(yin)素,這樣(yàng)測量才(cai)會準确(que)🈲;
(2)努力研(yan)制新型(xing)儀表,使(shǐ)其在現(xian)有的基(jī)礎上更(gèng)加完善(shan)。
差壓式(shì)流量計(ji)
差壓式(shi)流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱DPF或流(liú)量計)是(shì)根據安(an)裝于管(guǎn)道✉️中流(liu)量檢測(ce)件産生(sheng)的差壓(ya)、已知的(de)流體條(tiáo)件✍️和檢(jiǎn)測件與(yǔ)管道的(de)幾何尺(chi)寸來測(ce)量流量(liàng)的儀表(biao)。DPF由一次(ci)裝置(檢(jian)測件)和(hé)二次裝(zhuang)置(差壓(yā)轉換和(hé)流量顯(xian)示儀表(biǎo)🎯)組成。通(tōng)常以檢(jian)測件的(de)型式對(dui)DPF分類,如(rú)孔扳流(liu)量計、文(wen)丘裏管(guǎn)流量計(jì)及均速(sù)管流量(liàng)計等。二(èr)👨❤️👨次裝置(zhì)爲各種(zhong)☀️機械、電(diàn)子、機電(diàn)一體式(shì)差壓計(ji),差壓變(bian)送器和(hé)流量顯(xiǎn)示及計(ji)算儀表(biao),它已發(fā)展爲三(sān)化(系列(liè)化、通用(yòng)化及标(biāo)🌍準化)程(chéng)度很高(gao)的種類(lei)規格龐(pang)雜的一(yi)大類儀(yí)表。差壓(yā)🐇計既可(ke)💜用于測(cè)量流量(liang)參數,也(ye)可測量(liang)其他參(cān)數(如壓(yā)力、物位(wei)、密度等(děng))。
DPF按其檢(jiǎn)測件的(de)作用原(yuán)理可分(fèn)爲節流(liu)式、動壓(yā)頭式、水(shuǐ)😍力阻✊力(li)式🌏、離心(xīn)式、動壓(yā)增益式(shì)和射流(liu)式等幾(ji)大類,其(qi)❤️中以節(jie)流🎯式和(he)動壓頭(tóu)式應用(yong)。
節流式(shì)DPF的檢測(ce)件按其(qi)标準化(huà)程度分(fèn)爲标準(zhun)型和非(fēi)标準型(xíng)兩大類(lei)。所謂标(biao)準節流(liú)裝置是(shi)指按照(zhao)标🙇♀️準文(wen)件設計(jì)、制造、安(an)🧑🏽🤝🧑🏻裝和🛀使(shi)用,無須(xu)經實流(liu)校準即(jí)可确定(ding)其流量(liàng)值并估(gū)⚽算流量(liang)測量誤(wu)✍️差,非标(biao)準節❄️流(liu)裝置是(shì)成熟程(chéng)度較差(chà),尚未列(lie)入标準(zhun)文件中(zhong)的👌檢測(ce)件。
标準(zhun)型節流(liú)式DPF的發(fā)展經過(guo)漫長的(de)過程,早(zǎo)在20世紀(jì)20年代,美(měi)✂️國和歐(ōu)洲即開(kāi)始進行(háng)大規模(mó)的節流(liu)裝置試(shì)驗🍉研究(jiū)。用得zui普(pu)遍的節(jie)流裝置(zhì)--孔闆和(hé)噴嘴開(kāi)始标準(zhǔn)化。現在(zài)标準噴(pen)嘴的一(yī)種👄型式(shi)ISAl932噴嘴,其(qí)幾何形(xing)狀就是(shì)30年代标(biao)準化的(de),而标準(zhǔn)孔闆亦(yi)曾稱爲(wèi)ISAl932孔闆。節(jie)流裝置(zhì)結構形(xing)式的标(biao)🐉準化有(you)很深遠(yuan)的意義(yì),因爲隻(zhī)有節流(liú)裝💛置結(jié)構形式(shi)标準化(hua)了,才有(yǒu)可能把(bǎ)上衆多(duō)研究成(cheng)果👅彙集(jí)到一起(qǐ),它促進(jìn)檢測件(jiàn)的理論(lun)和實踐(jian)向深度(dù)和廣度(du)拓展,這(zhè)是其他(tā)🌏流量計(ji)所不及(jí)的。1980年ISO(标(biao)準化組(zu)織)正式(shì)通過标(biao)準ISO5167,至此(cǐ)流量測(cè)🌍量節流(liú)裝置*個(ge)标準誕(dan)生了。ISO5167總(zǒng)結了幾(jǐ)十年來(lai)上對爲(wei)數有限(xian)的幾種(zhong)節流裝(zhuāng)置(孔闆(pǎn)、噴嘴和(hé)文丘裏(li)管)的理(li)論與試(shi)驗的研(yán)究成果(guo),反映了(le)此類檢(jiǎn)測件的(de)當代科(kē)學👉與生(sheng)産的技(ji)術水平(píng)。但是從(cóng)ISO5167正式頒(ban)布之日(ri)起,它就(jiu)暴露⁉️出(chu)許多亟(ji)待解決(jue)的問題(ti),這些問(wen)🎯題主要(yào)有以下(xià)幾個方(fāng)面。
1)ISO5167試驗(yàn)數據的(de)陳舊性(xìng)ISO5167中采用(yòng)的數據(jù)大多是(shì)30年代的(de)試驗結(jié)果,今天(tiān)無論節(jie)流裝置(zhi)制造技(jì)術,流量(liàng)試驗設(she)備❤️及實(shí)驗技術(shù)都有巨(ju)大的進(jin)步,重新(xin)進行系(xì)統地試(shì)驗以獲(huo)得更高(gāo)度及更(geng)可☂️靠的(de)數據是(shì)必要的(de)。進入80年(nian)代美國(guó)和歐洲(zhōu)都進行(hang)大規模(mó)的試驗(yan),爲修😍訂(ding)ISO5167打下基(ji)礎。
2)ISO5167中關(guan)于直管(guan)段長度(du)規定的(de)問題在(zai)ISO投票通(tōng)過ISO5167時,美(mei)國投了(le)反對票(piao),其主要(yao)原因是(shi)對直管(guan)段長度(dù)的規定(dìng)有不同(tóng)意見,這(zhè)個問題(tí)應是ISO5167修(xiū)訂的主(zhǔ)要問題(tí)之一。
3)ISO5167中(zhong)各項規(guī)定的科(kē)學性問(wèn)題影響(xiǎng)節流裝(zhuāng)置流出(chu)系數的(de)因素特(te)别多,主(zhǔ)要有孔(kong)徑與管(guǎn)徑的比(bi)值β、取壓(ya)裝置♈、雷(lei)諾數、節(jiē)流件安(an)裝㊙️偏心(xīn)度、前後(hòu)阻流件(jiàn)類型及(ji)直管🐕段(duàn)長度、孔(kǒng)闆入口(kǒu)邊緣尖(jian)銳度❄️、管(guǎn)壁粗糙(cāo)度、流體(ti)流動✂️湍(tuan)流度等(deng),衆多因(yin)素影響(xiang)錯綜複(fú)雜,有的(de)參數難(nán)以直接(jie)測量,因(yin)此标準(zhǔn)中有些(xiē)規定并(bing)非科♈學(xué)地确定(ding),而是爲(wèi)了取得(de)一緻,不(bú)得不人(rén)爲地确(què)定。流量(liang)專家斯(si)賓塞(E.A.Spencer)提(tí)出一系(xi)列應重(zhòng)新檢讨(tao)的問題(tí),如孔闆(pǎn)平直度(dù)、同心度(dù)、直角邊(bian)緣尖銳(ruì)度、管道(dào)粗糙💜度(dù)、上遊流(liú)速分布(bu)及流動(dong)調整🔞器(qi)的作用(yong)等。
4)關于(yú)節流式(shì)DPF測量度(dù)提高的(de)問題鑒(jian)于節流(liu)式DPF在流(liú)量㊙️計中(zhong)占有重(zhong)要地位(wei),提高其(qí)測量度(dù)意義重(zhòng)大。曆次(cì)學術會(huì)議認👄爲(wei)必須使(shǐ)流量測(cè)量工作(zuò)者、流體(tǐ)力學與(yǔ)計算機(jī)技🔴術工(gong)作者緊(jǐn)密合作(zuò)共同攻(gōng)關才能(neng)解決此(cǐ)問題。
20世(shì)紀80年代(dai)美國和(hé)歐洲開(kāi)始進行(háng)大規模(mó)的孔闆(pan)流量🐅計(ji)試驗♊研(yán)究,歐洲(zhou)爲歐共(gòng)體實驗(yan)計劃(EECExperimentalProgram),美(mei)國爲API實(shí)驗計❓劃(huà)(APIExperimentalProgram)。試驗的(de)🚶♀️目的是(shi)用‼️現代(dai)測試設(she)備及試(shi)驗數❤️據(ju)的統計(ji)處理💋技(jì)術進行(hang)新一輪(lún)的範🏃🏻♂️圍(wei)廣泛的(de)試驗研(yan)究,爲修(xiu)訂ISO5167打下(xià)技術基(ji)礎。1999年ISO發(fā)出ISO5167的👉修(xiū)訂稿(ISO/CD5167-1-4),該(gai)文件爲(wèi)委員會(huì)草案,它(ta)在技術(shu)内容與(yu)編輯上(shàng)都有👄很(hen)大改動(dong),是一☎️份(fèn)全新的(de)标準。本(ben)來預定(ding)于2025年12月(yuè)在美國(guo)丹佛舉(ju)行的ISO/TC30/SC2會(huì)議上審(shen)查通過(guo)♻️爲DIS(标準(zhǔn)草案),但(dàn)是🈲會議(yì)認爲尚(shang)有細🐉節(jiē)問題應(ying)再商榷(què)而未能(néng)通過🏃♂️。新(xīn)的ISO5167标準(zhun)何時正(zhèng)式頒布(bu)尚不得(dé)而知。ISO5167新(xin)标準在(zai)标準的(de)兩個核(hé)心内容(róng)皆有實(shi)質性變(biàn)化,一是(shì)孔闆的(de)流出系(xi)數公式(shì),用Reader-Harris/Gallagher計算(suàn)式(R-G式)代(dai)替Stolz計算(suàn)式,另一(yi)爲節流(liú)裝置上(shàng)遊側直(zhi)管段長(zhǎng)♋度的規(gui)🏃🏻♂️定以及(jí)流動調(diao)整✌️器的(de)使用⁉️等(deng)。
我們通(tong)常稱ISO5167(GB/T2624)中(zhōng)所列節(jie)流裝置(zhi)爲标準(zhǔn)節流裝(zhuāng)置,其🏒他(ta)的都稱(chēng)爲⁉️非标(biao)準節流(liu)裝置,應(ying)該指出(chu),非标準(zhun)節流裝(zhuāng)置不僅(jin)是🈲指那(nà)些節♈流(liu)裝置結(jié)構與标(biāo)難節流(liú)裝置相(xiang)異的,如(ru)果标準(zhun)💋節流裝(zhuāng)置在偏(piān)離标準(zhǔn)條件🔞下(xià)工作亦(yi)應稱爲(wei)非❄️标準(zhun)節流裝(zhuāng)置,例如(ru),标準孔(kong)闆在混(hùn)相流或(huo)标準文(wen)丘裏噴(pēn)嘴在臨(lin)界流下(xia)工作的(de)✂️都是。
目(mu)前非标(biao)準節流(liú)裝置大(dà)緻有以(yǐ)下一些(xiē)種類:
1)低(di)雷諾數(shu)用1/4圓孔(kǒng)闆,錐形(xíng)入口孔(kǒng)闆,雙重(zhòng)孔闆,雙(shuāng)斜孔❄️闆(pǎn),半圓孔(kong)🎯闆等;
2)髒(zang)污介質(zhì)用圓缺(quē)孔闆,偏(pian)心孔闆(pan),環狀孔(kong)闆,楔形(xíng)孔闆,彎(wan)管💯節㊙️流(liú)件等;
3)低(dī)壓損用(yong)羅洛斯(si)管,道爾(er)管,道爾(ěr)孔闆,雙(shuang)重文丘(qiū)裏噴📐嘴(zui),通用文(wen)丘裏管(guǎn),Vasy管等;
4)小(xiao)管徑用(yòng)整體(内(nèi)藏)孔闆(pǎn);
5)端頭節(jie)流裝置(zhi)端頭孔(kǒng)闆,端頭(tóu)噴嘴,Borda管(guan)等;
6)寬範(fan)圍度節(jiē)流裝置(zhì)彈性加(jia)載可變(bian)面積可(kě)變壓頭(tou)🌈流量計(ji)(線🌂性💘孔(kǒng)闆);
7)毛細(xi)管節流(liú)件層流(liú)流量計(jì);
8)脈動流(liu)節流裝(zhuāng)置;
9)臨界(jiè)流節流(liu)裝置音(yīn)速文丘(qiu)裏噴嘴(zuǐ);
10)混相流(liu)節流裝(zhuāng)置。
節流(liú)式DPF現場(chang)應用的(de)不斷拓(tuo)展必然(ran)提出發(fā)展非标(biao)準節流(liu)裝置的(de)要求,十(shi)餘年來(lai)ISO亦在不(bu)斷制訂(dìng)有關非(fēi)标準節(jiē)✊流裝置(zhì)的技術(shu)文件,在(zai)它們不(bu)能成爲(wei)正式标(biāo)準之前(qian)作❌爲技(jì)術🌈報告(gao)發表。可(ke)以❓預見(jiàn),今後有(you)🔆可能若(ruo)幹較爲(wei)成熟的(de)非标準(zhǔn)節流裝(zhuāng)置⭐會晉(jìn)升爲标(biao)準型的(de)。
20世紀90年(nián)代中後(hòu)期世界(jie)範圍内(nèi)各式DPF銷(xiāo)售量在(zài)流量儀(yí)表🆚總量(liang)中台數(shù)占50%-60%(每年(nián)約百萬(wàn)台),金額(é)占30%左右(yòu)。我國銷(xiāo)售台🔴數(shu)約占流(liú)量儀表(biǎo)總量(不(bu)包括*表(biǎo)和家用(yòng)水表及(jí)玻璃管(guǎn)浮子流(liú)量計)的(de)35%-42%(每年6萬(wàn)-7萬台)。
2工(gōng)作原理(li)
2.1基本原(yuan)理
充滿(man)管道的(de)流體,當(dāng)它流經(jing)管道内(nei)的節流(liú)件時,如(rú)🌏圖4.1所示(shì),流🏃🏻♂️速将(jiāng)在節流(liu)件處形(xing)成局部(bu)收縮,因(yīn)而流速(sù)增加,靜(jìng)壓力降(jiàng)低,于是(shi)🌂在節流(liu)件前後(hou)便産生(sheng)了壓差(chà)。流體流(liu)量愈大(da),産生的(de)壓差愈(yu)大,這樣(yang)可依據(jù)⭕壓差來(lái)衡量流(liú)量的👨❤️👨大(da)小。這種(zhong)測量方(fang)法是以(yi)流動連(lian)續性方(fang)程(質量(liang)守恒定(ding)🥰律)和伯(bó)努利方(fāng)程(能量(liang)守恒定(dìng)律)爲基(ji)礎的。壓(ya)差的大(dà)小不僅(jǐn)與流量(liang)還與其(qi)他許多(duō)因💘素有(you)關,例如(ru)當節流(liú)裝置形(xing)式或管(guan)道内🌈流(liu)體的物(wu)理性質(zhi)(密度、粘(zhān)度)不同(tóng)時,在✊同(tóng)❌樣大小(xiǎo)的流量(liang)下産✌️生(sheng)的壓差(chà)也是不(bu)同的。
圖(tu)4.1孔闆附(fù)近的流(liú)速和壓(ya)力分布(bu)
2.2流量方(fang)程
式中(zhong)qm--質量流(liu)量,kg/s;
qv--體積(jī)流量,m3/s;
C--流(liú)出系數(shu);
ε--可膨脹(zhang)性系數(shu);
β--直徑比(bǐ),β=d/D;
d--工作條(tiáo)件下節(jie)流件的(de)孔徑,m;
D--工(gong)作條件(jian)下上遊(yóu)管道内(nei)徑,m;
P--差壓(ya),Pa;
ρl--上遊流(liu)體密度(du),kg/m3。
由上式(shi)可見,流(liú)量爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個(ge)參數的(de)函數,此(ci)6個參數(shu)可分爲(wèi)實測量(liàng)[d,ρ,P,β(D)]和✉️統計(ji)量(C、ε)兩類(lèi)。
(1)實測量(liang)
1)d、D式(4.1)中d與(yǔ)流量爲(wei)平方關(guan)系,其度(du)對流量(liàng)總精度(du)影響較(jiao)大,誤差(chà)值✉️一般(ban)應控制(zhi)在±0.05%左右(you),還應計(jì)及工作(zuò)溫🙇🏻度對(dui)材料熱(re)膨脹的(de)🏒影響。标(biao)準規定(ding)管道内(nèi)徑D必須(xu)實測,需(xū)在上遊(yóu)管段的(de)🈲幾個截(jie)面上進(jin)行多次(ci)測量求(qiú)其平均(jun)值,誤差(cha)不應大(dà)于±0.3%。除對(duì)數值測(cè)量精度(dù)要求較(jiao)高外,還(hai)應考慮(lǜ)内徑偏(pian)差會對(duì)節流件(jiàn)上遊通(tōng)道造成(cheng)不正常(chang)節流現(xiàn)象所帶(dài)來的嚴(yán)重影響(xiang)。因此,當(dang)不是成(cheng)套供應(yīng)節流裝(zhuāng)置時,在(zài)現🔴場配(pei)管應充(chong)分注意(yi)這個問(wen)題。
2)ρρ在流(liú)量方程(chéng)中與P是(shi)處于同(tong)等位置(zhi),亦就是(shi)說,當追(zhui)🆚求差😘壓(ya)變送器(qi)高精度(du)等級時(shí),絕不要(yào)忘記ρ的(de)測量精(jing)度亦應(yīng)🐪與之相(xiàng)匹配。否(fou)則P的提(ti)高将會(hui)被ρ的降(jiàng)低所抵(dǐ)消。
3)P差壓(ya)P的測量(liàng)不應隻(zhī)限于選(xuan)用一台(tái)高精度(dù)差壓變(biàn)送器。實(shí)際上差(chà)壓變送(sòng)器能否(fou)接受到(dao)真實的(de)差壓值(zhi)還決定(ding)💃🏻于一系(xì)列因素(sù),其中正(zhèng)确的取(qu)壓孔及(jí)引⚽壓管(guan)線的制(zhi)造、安裝(zhuāng)及使用(yong)是保證(zhèng)獲得真(zhēn)實差壓(ya)值的關(guan)鍵,這些(xiē)影響因(yīn)素很多(duo)🐉是難以(yi)定量或(huo)定性确(que)定的,隻(zhi)有加強(qiang)制造及(jí)安裝的(de)規範⛱️化(hua)工作才(cái)能⭐達到(dào)目的。
(2)統(tǒng)計量
1)C統(tong)計量C是(shi)無法實(shí)測的量(liang)(指按标(biāo)準設計(ji)制造安(ān)裝,不經(jing)校準🚶使(shǐ)用),在現(xian)場使用(yòng)時zui複雜(zá)的情況(kuang)出現在(zài)⭐實際的(de)C值🏒與标(biāo)準确定(dìng)的C值不(bu)相符合(hé)。它們的(de)偏離是(shì)由設計(jì)、制造、安(ān)裝及使(shǐ)用一🌏系(xi)列因素(su)造成的(de)。應該明(ming)确,上述(shu)各環節(jiē)✉️全部嚴(yan)格📞遵循(xún)标準的(de)規定,其(qi)實際值(zhí)才會與(yǔ)标準确(que)定的值(zhí)相符合(hé),現場是(shi)難以*這(zhè)種要求(qiú)的。
應該(gai)指出,與(yǔ)标準條(tiáo)件的偏(piān)離,有的(de)可定量(liang)估算(可(kě)進行修(xiū)正),有的(de)隻能定(dìng)性估計(ji)(不确定(ding)度的幅(fú)值與方(fāng)向)。但是(shi)🙇♀️在現實(shí)中,有時(shí)不僅是(shi)一個條(tiáo)件偏離(lí),這就帶(dài)來非常(cháng)複雜的(de)情況,因(yīn)爲一般(ban)資料中(zhōng)隻介紹(shào)某一條(tiáo)件偏離(li)引起的(de)誤差。如(rú)🧡果許多(duo)條件同(tóng)時偏離(li),則缺少(shao)相關的(de)資料可(ke)查。
2)ε可膨(peng)脹性系(xi)數ε是對(dui)流體通(tōng)過節流(liú)件時密(mì)度發生(shēng)變化🚶♀️而(ér)❤️引起🛀的(de)流出系(xì)數變化(huà)的修正(zhèng),它的誤(wù)差由🤟兩(liǎng)部分組(zu)成:其一(yi)爲⁉️常用(yòng)流量下(xia)ε的誤差(chà),即标準(zhun)确定值(zhi)的誤差(cha);其二爲(wei)由于流(liú)量變化(hua)ε值将随(sui)之波動(dong)😍帶來的(de)誤差。一(yī)般在低(di)靜壓高(gāo)差壓情(qíng)況,ε值有(yǒu)不可✨忽(hū)略的誤(wu)差。當P/P≤0.04時(shi),ε的誤差(chà)可忽略(luè)不計。
3分(fen)類
差壓(ya)式流量(liàng)計分類(lei)如表4.1所(suo)示。
表4.1差(chà)壓式流(liú)量計分(fen)類表
分(fèn)類原則(ze)分類類(lèi)型
按産(chǎn)生差壓(ya)的作用(yong)原理分(fen)類1)節流(liú)式;2)動壓(yā)頭式;3)水(shui)力阻力(lì)式;4)離心(xin)式;5)動壓(ya)增益式(shì);6)射流式(shì)
按結構(gou)形式分(fen)類1)标準(zhǔn)孔闆;2)标(biāo)準噴嘴(zui);3)經典文(wen)丘裏管(guan);4)文丘裏(li)❄️噴嘴;5)錐(zhui)形入口(kǒu)孔闆;6)1/4圓(yuan)孔闆;7)圓(yuán)缺孔闆(pan);8)偏心孔(kǒng)闆;9)楔形(xing)孔🎯闆;10)整(zhěng)體(内🐆藏(cáng))孔闆;11)線(xiàn)性孔闆(pǎn);12)環形孔(kǒng)闆;13)道爾(ěr)管;14)羅洛(luò)斯管;15)彎(wān)管;16)可換(huàn)孔闆節(jie)流裝置(zhì);17)臨界流(liu)節流裝(zhuāng)置
按用(yòng)途分類(lei)1)标準節(jiē)流裝置(zhì);2)低雷諾(nuò)數節流(liú)裝置;3)髒(zang)污流節(jiē)流裝⭕置(zhi);4)低壓損(sun)節流裝(zhuang)置;5)小管(guǎn)徑節流(liu)裝置;6)寬(kuān)範圍度(du)節流🙇♀️裝(zhuāng)置;7)臨界(jiè)流節流(liú)裝置;
3.1按(àn)産生差(cha)壓的作(zuo)用原理(lǐ)分類
1)節(jie)流式依(yi)據流體(ti)通過節(jie)流件使(shi)部分壓(ya)力能轉(zhuǎn)變爲動(dòng)能以産(chan)生差壓(yā)的原理(lǐ)工作,其(qí)檢測件(jiàn)稱
之爲(wei)節流裝(zhuāng)置,是DPF的(de)主要品(pǐn)種。
2)動壓(yā)頭式依(yī)據動壓(ya)轉變爲(wèi)靜壓的(de)原理工(gōng)作,如均(jun)速管流(liú)量🔴計。
3)水(shuǐ)力阻力(lì)式依據(jù)流體阻(zu)力産生(sheng)的壓差(cha)原理工(gong)作,檢測(cè)件爲毛(mao)細管束(shu),又稱層(ceng)流流量(liang)計,一
般(ban)用于微(wei)小流量(liàng)測量。
4)離(li)心式依(yī)據彎曲(qu)管或環(huan)狀管産(chan)生離心(xin)力原理(li)形🤟成的(de)壓差工(gong)🧑🏽🤝🧑🏻作,如彎(wan)管流量(liang)計,環形(xing)管流量(liàng)
計等。
5)動(dong)壓增益(yi)式依據(ju)動壓放(fang)大原理(li)工作,如(rú)皮托-文(wén)丘🔞裏管(guǎn)。
6)射流式(shì)依據流(liu)體射流(liú)撞擊産(chan)生原理(lǐ)工作,如(rú)射流式(shi)差壓🥰流(liú)🚶量計。
3.2按(an)結構形(xíng)式分類(lèi)
1)标準孔(kong)闆又稱(chēng)同心直(zhí)角邊緣(yuan)孔闆,其(qi)軸向截(jié)面如圖(tú)4.2所示㊙️。孔(kǒng)闆是一(yi)塊加工(gong)成圓形(xing)同心的(de)具有銳(ruì)利直角(jiao)邊緣的(de)薄闆。孔(kǒng)闆開孔(kong)的上遊(yóu)側邊緣(yuán)應是銳(rui)利的直(zhí)🌈角。标準(zhun)孔闆有(you)三種取(qǔ)壓方式(shi):角接、法(fǎ)蘭及🤞D-D/2取(qǔ)壓;如圖(tu)☀️4.3所示。爲(wèi)從兩個(ge)方向的(de)任一個(gè)方向測(cè)量流量(liàng),可采用(yong)對稱孔(kǒng)闆,節流(liu)孔的兩(liang)個邊緣(yuan)均符合(he)⭐直角邊(bian)緣孔闆(pǎn)上遊邊(bian)緣的特(tè)性,且孔(kong)闆全部(bù)厚度不(bu)超過節(jiē)流孔的(de)厚度。
圖(tu)4.2标準孔(kong)闆
圖4.3孔(kong)闆的三(sān)種取壓(ya)方式
2)标(biāo)準噴嘴(zuǐ)有兩種(zhǒng)結構形(xíng)式:ISA1932噴嘴(zuǐ)和長徑(jìng)噴嘴。
a.ISA1932噴(pen)嘴(圖4.4)上(shang)遊面由(yóu)垂直于(yu)軸的平(ping)面、廓形(xing)爲圓周(zhōu)的🚩兩段(duan)🔞弧線🌍所(suǒ)确定的(de)收縮段(duan)、圓筒形(xing)喉部和(he)凹槽組(zu)成的噴(pēn)嘴。ISA1932噴嘴(zui)的取壓(ya)方💁式僅(jin)角接取(qǔ)壓一種(zhong)。
圖4.4ISA1932噴嘴(zui)
b.長徑噴(pen)嘴(圖4.5)上(shang)遊面由(you)垂直于(yú)軸的平(píng)面、廓形(xing)爲1/4橢🛀圓(yuan)的收縮(suō)段👅、圓筒(tǒng)形喉部(bù)和可能(neng)有的凹(ao)槽或斜(xié)角組成(cheng)✊的噴嘴(zui)。長徑噴(pen)嘴的取(qǔ)壓方式(shì)僅D-D/2取壓(ya)一種。
3)經(jīng)典文丘(qiu)裏管由(yóu)入口圓(yuán)筒段A、圓(yuan)錐收縮(suō)段B、圓筒(tong)形喉部(bù)C和😍圓錐(zhuī)擴散段(duan)E組成,如(rú)圖4.6所示(shi)。根據不(bú)同的加(jiā)工方法(fǎ),有以下(xià)❓結構形(xing)式:①具有(you)粗鑄收(shōu)縮段的(de);②具有機(jī)械加工(gōng)收縮段(duàn)的;③具有(you)鐵闆👌焊(hàn)接收縮(suō)段的。不(bu)同結構(gòu)形式的(de)L1、L2、R1、R2與D、d的關(guan)😘系如表(biao)4.2所示。
4)文(wen)丘裏噴(pēn)嘴由進(jin)口噴嘴(zuǐ)、圓筒形(xing)喉部及(jí)擴散段(duàn)組😄成🈚,如(rú)😘圖4.7所示(shi)。
5)錐形入(ru)口孔闆(pǎn)錐形入(ru)口孔闆(pǎn)與标準(zhǔn)孔闆相(xiàng)似,相☀️當(dang)于一👉塊(kuai)✊倒裝的(de)标準孔(kong)闆,其結(jié)構如圖(tu)4.8所示,取(qǔ)壓方式(shì)爲角接(jie)取壓。表(biao)4.2L1、L2、R1、R2與D、d關💰系(xi)
注粗鑄(zhu)入口機(ji)械加工(gōng)的入口(kou)粗焊的(de)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(liang)個量中(zhōng)的小者(zhe)L2≥D(入口直(zhí)徑)L2≥D(入口(kou)直徑)
3R1=1.375D+20%R1<0.25DR1=0,焊(hàn)縫除外(wài)
4R2=3.625d至3.8dR2<0.25DR2=0,焊縫(feng)除外
圖(tu)4.6經典文(wén)丘裏管(guǎn)
圖4.7文丘(qiū)裏噴嘴(zuǐ)
圖4.8錐形(xing)入口孔(kǒng)闆
1一環(huán)隙;2-夾持(chi)環;3一上(shang)遊端面(mian)A;4-下遊端(duan)面B;
5-軸線(xiàn);6-流向;7-取(qǔ)壓口;8-孔(kǒng)闆;
X-帶環(huan)隙的夾(jiá)持環;Y-單(dan)獨取壓(ya)口
超聲(sheng)波流量(liang)計的基(jī)本原理(lǐ)及類型(xing)
超聲波(bō)在流動(dong)的流體(ti)中傳播(bo)時就載(zǎi)上流體(tǐ)流速的(de)信息。因(yīn)此通過(guò)接收到(dào)的超聲(shēng)波就可(kě)以檢測(ce)出流體(tǐ)的流速(sù),從而換(huan)算成流(liú)量。根據(jù)檢測的(de)方式,可(kě)分爲傳(chuan)播速度(dù)差法、多(duo)普勒法(fǎ)❌、波束偏(piān)⛷️移法、噪(zao)聲法💋及(ji)相關法(fa)👌等不同(tong)類型的(de)超聲🌐波(bō)流量計(ji)。起聲波(bo)流量計(jì)是近十(shí)幾年來(lái)随着集(jí)成電路(lù)技術迅(xùn)速發展(zhan)🔴才開始(shǐ)應用的(de)一種
非(fei)接觸式(shì)儀表,适(shì)于測量(liàng)不易接(jie)觸和觀(guān)察的流(liú)體以及(jí)⚽大🧡管🍓徑(jìng)⛷️流量。它(tā)與水位(wèi)計聯動(dong)可進行(hang)敞開水(shui)流的流(liu)量測量(liàng)。使用👌超(chao)聲波流(liu)量比不(bú)用在流(liu)體中安(an)裝測量(liàng)元件故(gù)不會改(gai)變流體(ti)的流動(dong)狀态,不(bú)産生附(fu)加阻力(li),儀表的(de)安裝及(ji)檢修均(jun1)可不🎯影(yǐng)響生産(chǎn)管線運(yun)行因而(er)是一種(zhǒng)理🧑🏾🤝🧑🏼想的(de)節能型(xíng)流量計(ji)。
*,目前的(de)工業流(liu)量測量(liang)普遍存(cún)在着大(da)管徑、大(dà)流量測(ce)量困難(nán)的問題(ti),這是因(yin)爲一般(bān)流量計(jì)随着測(ce)量管徑(jing)的增💚大(da)會帶來(lái)制造和(hé)運輸上(shàng)的困難(nán),造價提(tí)🔴高、能損(sun)加大、安(ān)裝不僅(jin)這些缺(quē)點,超聲(shēng)波流量(liàng)計均可(kě)避免。因(yin)爲各類(lei)超聲波(bo)流量計(jì)均可管(guan)外安裝(zhuāng)、非接觸(chu)測流,儀(yi)表造價(jia)基本上(shàng)與被測(cè)管道口(kou)徑大小(xiao)無關,而(er)其它🈲類(lèi)🐅型的流(liu)量計随(sui)着口徑(jing)增加,造(zào)價大幅(fú)度增加(jia),故口徑(jing)越大超(chao)聲波流(liu)量😘計比(bǐ)相同功(gong)能其它(ta)類型流(liu)量計的(de)功能價(jia)格比越(yuè)*。被認爲(wei)是較好(hǎo)的大管(guan)徑流量(liang)測量儀(yi)表,多普(pu)勒法超(chao)聲波流(liú)🥵量計可(kě)測雙相(xiang)介質的(de)❤️流量,故(gu)可用于(yu)下水道(dao)及排污(wu)水💋等髒(zang)污流的(de)🌈測量。在(zài)發電廠(chǎng)中,用便(bian)攜式超(chao)聲波流(liu)量計測(cè)量水輪(lun)機進水(shui)量💜、汽輪(lún)機循環(huán)水量等(deng)大管徑(jing)流量,比(bǐ)過去的(de)皮脫管(guǎn)流速計(jì)✂️方便得(dé)♊多。超聲(shēng)被流量(liàng)汁也可(ke)用于氣(qi)體測量(liàng)。管徑的(de)适用範(fan)圍從2cm到(dao)5m,從幾米(mǐ)寬的明(míng)渠、暗🧑🏽🤝🧑🏻渠(qú)到500m寬的(de)河流都(dōu)🈲可适用(yòng)。
另外,超(chao)聲測量(liàng)儀表的(de)流量測(cè)量準确(què)度幾乎(hu)不受被(bei)🌈測♻️流體(tǐ)溫度、壓(ya)力、粘度(dù)、密度等(děng)參數的(de)影響,又(you)可制成(chéng)非接💞觸(chu)及便攜(xie)式測量(liang)儀表,故(gù)可解決(jué)其它類(lei)型儀表(biǎo)所難以(yi)測量的(de)強腐蝕(shí)性、非導(dǎo)電性、放(fang)射性及(ji)易燃易(yi)爆介質(zhì)的☀️流量(liàng)測量問(wen)題。另外(wài),鑒于非(fēi)接❄️觸測(ce)量特點(dian),再配以(yǐ)合理的(de)電子線(xiàn)路,一台(tái)儀表可(kě)🌈适應多(duō)種管徑(jìng)測量和(he)多種流(liú)量範圍(wéi)測量。超(chao)聲波流(liú)量計的(de)适應能(neng)力也是(shi)其它儀(yí)表不可(ke)比拟的(de)。超聲🤟波(bō)流量計(jì)具有上(shàng)🔞述一些(xie)優點因(yin)此它越(yue)來越受(shòu)⛹🏻♀️到重視(shi)并且向(xiàng)産品系(xì)列化、通(tong)用化發(fa)展,現已(yǐ)制成不(bú)同聲道(dào)的标準(zhun)型、高溫(wēn)型、防爆(bào)型、濕式(shì)型儀表(biao)以适應(yīng)不同介(jie)質,不同(tóng)場合和(hé)不同管(guan)道條件(jian)的流量(liang)🚶♀️測量。
超(chao)聲波流(liu)量計目(mu)前所存(cun)在的缺(que)點主要(yào)是可測(cè)流體❓的(de)溫度範(fan)圍受超(chao)聲波換(huan)能鋁及(jí)換能器(qì)與管道(dao)之間的(de)耦合材(cai)🏃♀️料耐溫(wen)程度的(de)限制,以(yi)及高溫(wen)下被測(cè)流體傳(chuan)聲速度(du)的原始(shǐ)數據不(bú)全。目前(qian)我國隻(zhī)能✨用于(yu)測量200℃以(yǐ)下的流(liu)體。另外(wài),超聲波(bō)流量計(jì)的測量(liang)線路比(bi)一般流(liú)量計複(fú)雜。這是(shi)因爲,一(yi)般工業(yè)計量🤩中(zhong)液體的(de)流🆚速常(chang)常是每(měi)秒幾米(mi),而聲波(bō)在液體(ti)中的傳(chuan)播速度(du)約爲1500m/s左(zuǒ)右,被測(cè)流體流(liú)速(流量(liàng))變化帶(dài)給聲速(sù)的變化(hua)量zui大也(ye)是10-3數量(liang)級.若要(yao)求測量(liang)流速的(de)準确度(dù)爲1%,則對(dui)聲速的(de)測量準(zhun)确度需(xū)爲10-5~10-6數🧡量(liàng)級,因此(cǐ)必須有(you)完善的(de)測量線(xian)路才能(néng)實現,這(zhe)也正是(shì)超聲波(bo)流量計(jì)隻有在(zài)集成電(dian)路技術(shù)迅速發(fa)展的前(qian)題下才(cái)能得到(dao)實際應(ying)用的原(yuan)因。
超聲(sheng)波流量(liàng)計由超(chao)聲波換(huan)能器、電(diàn)子線路(lu)及流量(liang)顯示和(he)累積系(xi)統三部(bù)分組成(cheng)。超聲波(bō)發射換(huan)能器将(jiāng)電能轉(zhuan)換爲超(chao)聲波能(neng)量,并将(jiāng)其發射(shè)到被測(cè)流體中(zhong),接收器(qi)接收到(dào)的超聲(sheng)波信号(hao),經🏃🏻電子(zǐ)線路放(fang)大并轉(zhuan)換😄爲代(dai)表流量(liang)的電信(xìn)号供給(gei)顯示和(hé)積算📧儀(yí)表進行(háng)顯示和(hé)積算。這(zhè)樣就實(shi)現了流(liu)量的檢(jian)測🛀和顯(xiǎn)示。
超聲(sheng)波流量(liàng)計常用(yòng)壓電換(huan)能器。它(ta)利用壓(yā)電材料(liào)的☎️壓電(diàn)效應💛,采(cai)用适出(chu)的發射(shè)電路把(bǎ)電能加(jia)到發射(she)換能器(qi)的壓電(dian)元件上(shàng),使其産(chǎn)生超聲(sheng)波振勸(quan)。超聲波(bō)以🏃某一(yī)角度射(shè)入流體(ti)中傳播(bō),然後由(you)接收換(huan)能器接(jie)收,并經(jīng)壓電元(yuan)件變爲(wei)電能,以(yi)便檢測(cè)。發射🍓換(huàn)能器利(li)用壓電(diàn)元件的(de)逆壓電(dian)效應,而(ér)接收換(huàn)能器則(zé)是利用(yòng)壓🚩電效(xiao)應。
超聲(sheng)波流量(liàng)計換能(neng)器的壓(ya)電元件(jiàn)常做成(cheng)圓形薄(bao)片,沿厚(hou)度振動(dong)。薄片直(zhí)徑超過(guo)厚度的(de)10倍,以保(bǎo)證振動(dong)的🏃🏻♂️方向(xiàng)性。壓電(diàn)元件材(cai)料多采(cǎi)用锆钛(tài)酸鉛。爲(wèi)固🥵定壓(yā)電元件(jian),使超聲(sheng)波以合(he)适的角(jiao)度㊙️射入(rù)到流體(tǐ)中,需把(bǎ)元⛹🏻♀️件故(gù)人聲楔(xie)中,構成(cheng)換能器(qì)整體(又(yòu)稱探頭(tou))。聲楔的(de)材🔆料不(bu)僅要求(qiú)強度高(gao)、耐老化(huà),而且要(yào)求超聲(shēng)波經聲(shēng)楔後能(neng)量損失(shī)小即透(tou)射系數(shù)接近1。常(cháng)用的聲(shēng)楔材料(liao)是有機(jī)玻璃,因(yin)爲它透(tòu)明,可以(yi)觀察到(dào)聲楔中(zhong)壓電元(yuan)件❗的組(zu)裝情況(kuàng)。另外,某(mou)些橡膠(jiāo)、塑料及(jí)膠木也(yě)可作聲(shēng)楔材料(liào)。
超聲波(bō)流量計(ji)的電子(zi)線路包(bao)括發射(shè)、接收、信(xin)号處理(lǐ)和顯示(shì)電路。測(cè)得的瞬(shùn)時流量(liang)和累積(jī)流量值(zhi)用數字(zi)量或模(mó)拟📧量顯(xiǎn)示。
根據(ju)對信号(hào)檢測的(de)原理,目(mu)前超聲(shēng)波流量(liang)計大緻(zhì)可分🥵傳(chuan)播速度(dù)差法(包(bao)括:直接(jie)時差法(fǎ)、時差法(fǎ)、相位差(cha)法、頻差(chà)法)波束(shù)偏♋移法(fǎ)👌、多普勒(le)法、相關(guān)法、空間(jian)濾波法(fǎ)及噪聲(shēng)法等類(lei)型,如圖(tu)所示。其(qí)中🔅以噪(zao)聲法原(yuán)理及結(jie)構⭐zui簡單(dān),便于測(cè)量和攜(xie)帶,價格(gé)便♌宜但(dan)準确🔴度(dù)較低,适(shi)于在流(liu)量測量(liàng)準确度(dù)要求不(bu)高的場(chang)合使用(yòng)。由于直(zhi)接時差(cha)法、時差(cha)法、頻差(cha)法和相(xiàng)位差法(fǎ)的基本(ben)原理都(dōu)是通過(guo)測量超(chāo)聲波脈(mo)沖順流(liu)和逆流(liu)傳報時(shi)速度之(zhī)差❄️來反(fan)映流體(tǐ)的流速(su)的,故又(yòu)統稱爲(wei)傳播速(su)度差法(fǎ)。其中頻(pin)差法和(hé)時差法(fa)克📐服了(le)聲速随(sui)流體溫(wen)度變化(huà)帶來的(de)誤差,準(zhun)确度較(jiao)高,所🏃🏻♂️以(yǐ)被廣泛(fàn)采用。按(àn)照換能(neng)♊器的配(pèi)置方法(fǎ)不同,傳(chuán)播速度(du)差撥又(yòu)分爲:Z法(fa)(透過法(fa))、V法✊(反射(she)法)、X法(交(jiao)叉法)等(deng)。波束偏(pian)移💁法是(shì)利用超(chāo)聲波束(shu)在流體(ti)🧑🏾🤝🧑🏼中的傳(chuan)播方👈向(xiàng)随流體(tǐ)流速變(bian)化而産(chǎn)生偏移(yi)來反映(yìng)流體流(liú)速🛀🏻的,低(dī)流速時(shi),靈敏度(dù)㊙️很低适(shi)用性不(bú)大☀️.多普(pu)勒法是(shì)利用聲(shēng)學多普(pu)勒原理(lǐ),通過測(ce)量不均(jun)勻🛀流體(ti)中散🏃🏻♂️射(she)體散射(shè)的超聲(sheng)波多普(pu)👌
勒頻移(yi)來确定(dìng)流體流(liú)量的,适(shì)用于含(hán)懸浮顆(kē)粒、氣泡(pao)等流體(tǐ)流量測(ce)量。相關(guan)法是利(lì)用相關(guan)技術測(ce)量流量(liang),原理上(shang),此法的(de)測量🌍準(zhun)确度與(yu)流體中(zhōng)的聲速(su)無關,因(yin)而與流(liú)體溫度(dù),濃度等(deng)無關,因(yin)而測量(liang)準确度(dù)高,适用(yòng)範圍廣(guang)。但相關(guan)器價🍉格(gé)貴,線路(lù)比較複(fú)雜。在微(wei)處理機(ji)普及應(ying)用後,這(zhè)個缺點(dian)可以克(ke)服。噪聲(shēng)🔞法(聽音(yin)法)是利(li)用管道(dao)内流體(ti)流動時(shí)産生的(de)噪聲與(yǔ)流體的(de)流速有(yǒu)關的原(yuán)理,通過(guò)檢測噪(zào)聲表示(shì)流速或(huo)流量值(zhi)。其方法(fǎ)😍簡單,設(shè)備價格(gé)便宜,但(dan)準确度(du)低。
以上(shang)幾種方(fang)法各有(you)特點,應(yīng)根據被(bèi)測流體(tǐ)性質.流(liú)速💃分布(bu)情況🈲、管(guan)路安裝(zhuang)地點以(yi)及對測(cè)量準确(que)度的💯要(yào)求❓等因(yīn)素進✌️行(háng)選擇。一(yi)般說來(lái)由于工(gōng)業生産(chǎn)中工質(zhi)的⚽溫度(du)常不能(neng)保持恒(heng)定,故多(duo)采用頻(pin)差法及(jí)時差法(fǎ)。隻有在(zài)管徑很(hen)大時才(cai)采用直(zhí)接時差(cha)法。對換(huàn)能器安(ān)裝方法(fa)的選擇(ze)原則一(yī)般是:當(dang)流體沿(yan)管軸平(ping)行流動(dòng)時,選用(yong)Z法;當流(liú)動方向(xiàng)與管鈾(yóu)不平行(hang)或管路(lu)安裝地(dì)點🔞使換(huan)能器安(ān)裝間隔(ge)受到限(xiàn)制時,采(cai)用V法或(huò)X法。當流(liu)場❌分布(bu)不均勻(yun)而表❗前(qián)直管段(duan)又較短(duǎn)時,也可(ke)采用多(duō)聲道(例(li)如🐕雙聲(shēng)道或四(si)聲道)來(lái)克服流(liú)速擾動(dòng)帶來的(de)流量測(ce)量誤差(chà)。多普勒(lè)法适🐅于(yú)測量兩(liang)相流,可(ke)避免常(chang)規儀表(biao)由懸浮(fu)粒或氣(qi)泡造成(chéng)的堵塞(sai)、磨損、附(fu)着而🍉不(bu)能運行(háng)的弊病(bing),因而得(dé)❗以迅速(su)發🛀展。随(sui)着工業(yè)的發展(zhan)及節能(neng)工作的(de)開展,煤(mei)油混合(hé)(COM)、煤水泥(ni)合🧑🏽🤝🧑🏻(CWM)燃料(liào)的輸送(song)和🐆應用(yòng)以及燃(rán)料💁油加(jiā)水助燃(rán)等節能(neng)方法的(de)發展,都(dōu)爲多普(pǔ)勒超聲(sheng)🏃🏻♂️波流量(liang)計應用(yong)開辟廣(guang)闊前景(jǐng)。
流量計(jì)的種類(lei)很多,一(yī)般市場(chǎng)上用得(dé)比較廣(guǎng)泛的有(you):電磁流(liu)量⛱️計、渦(wo)街流量(liang)計、渦輪(lun)流量計(jì)、孔闆流(liú)量♌計、V錐(zhui)流量✊計(ji)、金屬轉(zhuǎn)子流量(liang)計、玻璃(li)轉子流(liú)量計、旋(xuan)進旋渦(wo)😘流量計(ji)、橢圓齒(chi)輪流量(liang)🌈計、均速(sù)管流量(liang)計、超聲(shēng)波流量(liàng)計等。它(tā)們的安(an)裝條件(jian)對直管(guan)段的要(yào)求V錐流(liú)量計是(shi)zui低,而電(diàn)磁、渦街(jie)、孔闆等(deng)對直管(guan)段要求(qiú)🐕就較高(gao),一般是(shi)前5D後3D,對(dui)于流量(liang)計前端(duān)有彎頭(tóu)、閥門電(diàn)磁流量(liàng)計等的(de)直管段(duàn)要求就(jiu)更高,zui高(gao)要求直(zhi)管段🔴是(shi)前50D後5D,因(yīn)此在選(xuǎn)🙇🏻購流量(liang)計時一(yī)定要💞考(kao)慮流量(liàng)計現場(chang)安裝的(de)環境、位(wèi)置等因(yīn)素,從而(ér)選擇更(geng)❓加适🆚合(hé)現場工(gong)礦的流(liú)量計。
現(xian)在流量(liàng)計所需(xū)要的參(can)數:
1、被測(ce)量的介(jiè)質
2、被測(cè)量介質(zhì)的溫度(du)
3、被測量(liàng)介質的(de)壓力
4、被(bei)測量介(jiè)質的流(liu)量
5、要求(qiu)的測量(liàng)精度
6、現(xian)場工礦(kuàng)情況
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