Foodjx導(dǎo)讀:流量
傳感器之一的流量計(jì)目前市場(chǎng)可以說是種類繁多并各具特色,它們?cè)诓煌那闆r下,選擇的流量計(jì)類型是不同的?,F(xiàn)在小編通過收集整理資料和結(jié)合本單位實(shí)際情況談一些粗淺的認(rèn)識(shí)和看法。
1旋進(jìn)漩渦流量計(jì)旋進(jìn)漩渦流量計(jì)可以用來測(cè)量各種管道中的液體、氣體和蒸汽的流量,是目前工業(yè)控制、能源計(jì)量管理中常用的新型流量計(jì)。它是利用流體通過漩渦發(fā)生器產(chǎn)生漩渦流,漩渦流在文丘利管中旋進(jìn),到達(dá)收縮段突然節(jié)流使漩渦流加速,然后再突然進(jìn)入擴(kuò)散段,由于壓力變化使漩渦流發(fā)生進(jìn)動(dòng)。在流動(dòng)區(qū)域放置壓電傳感器以檢測(cè)進(jìn)動(dòng)頻率,再經(jīng)過放大器處理,轉(zhuǎn)換成頻率與流量成正比的脈沖信號(hào),zui后通過流量積算儀的運(yùn)算、處理轉(zhuǎn)換成瞬時(shí)值和累積值顯示。
因?yàn)閱蝹?cè)漩渦產(chǎn)生頻率f:所以單位時(shí)間內(nèi)的體積流量Q:f為單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率,Hz;v為流體平均流速,m/s;d為圓柱體直徑,m;St=0.2(雷諾數(shù)Re=5×102~15×104)它的優(yōu)點(diǎn)是度高、測(cè)量范圍廣、沒有運(yùn)動(dòng)部件、無機(jī)械磨損、維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。缺點(diǎn)則是工作壓力低,如果是鋁合金外殼,工作壓力小于等于1.6MPa,并且在安裝時(shí)要特別注意不能用力過大,因?yàn)殇X合金法蘭面容易斷裂;如果是不銹鋼外殼,工作壓力則小于等于4MPa。常用于作業(yè)區(qū)供氣、注氣
壓縮機(jī)燃料氣和外輸機(jī)燃料氣等壓力等級(jí)低的計(jì)量。
2超聲波流量計(jì)它是由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量并將其發(fā)射到被測(cè)流體中,接收器接收到的超聲波信號(hào),經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號(hào)供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算。這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測(cè)和顯示。當(dāng)超聲波束在液體中傳播時(shí),液體的流動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化,并且其傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速,其關(guān)系符合下列表達(dá)式(以時(shí)差法為例):θ為聲束與液體流動(dòng)方向的夾角;M為聲束在液體的直線傳播次數(shù);D為管道內(nèi)徑;Tup為聲束在正方向上的傳播時(shí)間;Tdown為聲束在逆方向上的傳播時(shí)間;ΔT=Tup-Tdown。設(shè)靜止流體中的聲速為c,流速儀流體流動(dòng)的速度為μ,傳播距離為L(zhǎng),當(dāng)聲波與流體流動(dòng)方向一致時(shí),其傳播速度為c+μ;反之,傳播速度為c-μ。在相距為L(zhǎng)的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器和接收器(X1,Y1)和(X2,Y2)。當(dāng)X1順方向,X2逆方向發(fā)射超聲波時(shí),超聲波分別到達(dá)接收器Y1和Y2所需要的時(shí)間為t1和t2,則:t1=L/(c+μ)t2=L/(c-μ)由于在工業(yè)管道中,流體的流速比聲速小得多,因此兩者的時(shí)間差為▽t=t2-t1=2Lμ/cc,由此可知,當(dāng)聲波在流體中的傳播速度c已知時(shí),只要測(cè)出時(shí)間差▽t即可求出流速μ,進(jìn)而可求出流量Q。超聲波流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)是流體中不插入任何元件,對(duì)流速無影響,也沒有壓力損失;能用于任何液體,特別是具有高黏度、強(qiáng)腐蝕,非導(dǎo)電性等性能的液體的流量測(cè)量,插入式電磁流量計(jì)也能測(cè)量氣體的流量;對(duì)于大口徑管道的流量測(cè)量,不會(huì)因管徑大而增加投資;輸出與流量之間呈線性等;缺點(diǎn)則是對(duì)組分不穩(wěn)定的氣體進(jìn)行測(cè)量時(shí)誤差太大,當(dāng)被測(cè)液體中含有氣泡或有雜音時(shí),將會(huì)影響測(cè)量精度,安裝時(shí)要求變送器前后分別有10倍直徑直管或5倍直徑直管,此外,它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、精度低。將其用在作業(yè)區(qū)的西氣東輸?shù)墓芫€上計(jì)量。
3差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)是由節(jié)流裝置、污水流量計(jì)差壓計(jì)和顯示儀三部分組成。按其檢測(cè)件的作用原理可分為節(jié)流式、動(dòng)壓頭式、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓增益式和射流式等。當(dāng)流體經(jīng)過時(shí),節(jié)流裝置將流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)傳給差壓變送器,差壓變送器再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)或是氣信號(hào)以供顯示或控制。流量的基本公式Q:a流量系數(shù);ε膨脹校正系數(shù);F0節(jié)流裝置的開孔截面積;△P節(jié)流裝置前后實(shí)際測(cè)得的壓力差;ρ1節(jié)流裝置前的流體密度。差壓式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便適用于大流量的測(cè)量。缺點(diǎn)就是流體經(jīng)過孔板后壓力損失大并且測(cè)量誤差大。如果孔板邊緣磨損、導(dǎo)壓管或是節(jié)流裝置安裝不正確都會(huì)導(dǎo)致誤差的增大,有的誤差甚至可以達(dá)到10%-20%。
4質(zhì)量流量計(jì)前面幾種流量計(jì)均為測(cè)量體積流量的儀表,但有時(shí)人們可能更關(guān)心的是測(cè)量流過流體的質(zhì)量,所以在測(cè)量工作中,常常要將已測(cè)出的體積流量乘以介質(zhì)密度,換算成質(zhì)量流量。質(zhì)量流量計(jì)分為直接式流量計(jì)和間接式或推導(dǎo)式兩大類,直接式流量計(jì)又分為量熱式、角動(dòng)量式、差壓式和科氏力式。直接式流量計(jì)是基于流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí),將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力;而間接式流量計(jì)則是通過適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算得出質(zhì)量流量。下面就以筆者單位使用的U形管式科氏力流量計(jì)為例。質(zhì)量流量M:θ為扭轉(zhuǎn)角;Ks為扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù);ω為振動(dòng)角速度;r為U形管跨度半徑。質(zhì)量流量計(jì)特點(diǎn)是能夠直接測(cè)量質(zhì)量流量,不受流體物性的影響,測(cè)量精度高;測(cè)量值不受管道內(nèi)流場(chǎng)影響,沒有上下游直管段長(zhǎng)度的要求;可測(cè)各種非牛頓流體和含微粒的漿液。但是缺點(diǎn)是它的阻力損失較大,零點(diǎn)不穩(wěn)定以及管路振動(dòng)會(huì)影響測(cè)量精度。將其用在凝析油和液化氣外輸?shù)墓芫€上,可以直接顯示出輸出的質(zhì)量,方便記錄輸出的量。