近(jìn)年來,國(guo)内外流(liu)量儀表(biao) 總的發(fa)展趨勢(shi)有以下(xià)幾個特(te)點:`
1.由于(yu)經典式(shi)的節流(liu)儀表(孔(kong)闆、噴嘴(zuǐ)、文丘利(lì)管)在現(xiàn)場使用(yong)中暴💚露(lu)出不少(shǎo)缺點,它(tā)保持已(yi)久的壟(lǒng)斷地📞位(wèi)已經消(xiao)🏃🏻失,但仍(réng)占有較(jiào)大的比(bi)童。
2.新型(xíng)儀表(渦(wo)街、電磁(cí)、超聲)日(rì)益成熟(shu),在現場(chang)應用中(zhōng)的比重(zhòng)逐漸增(zeng)大。
3、爲提(tí)高流量(liàng)測量的(de)準确度(dù),适應經(jing)濟核算(suàn)的要求(qiú),各🚶種間(jiān)⭐接補償(cháng)及直接(jiē)的質量(liang)流量計(ji)不斷出(chū)現。
4.微電(diàn)子技術(shu)已滲透(tòu)到流量(liàng)儀表領(ling)域,出現(xian)了不少(shao)新🤟型智(zhì)💛能化儀(yi)表。
5.工業(yè)的現代(dài)化、大型(xíng)化要求(qiu)流量儀(yí)表的結(jie)構力求(qiu)簡單🔞、壓(ya)損😄力🔱求(qiú)減小,各(ge)種插入(ru)式流量(liang)儀表應(ying)運而生(sheng),發展迅(xùn)🌐速。
一、孔(kong)闆儀表(biao)的現狀(zhuàng)及改進(jin)
　　 孔闆流(liu)量計 結(jié)構簡單(dān),适應的(de)口徑及(jí)工況寬(kuān)闊,特别(bie)是長期(qī)以來👈積(ji)🤞累了大(da)🔴量的設(shè)計、制造(zao)、使用的(de)經驗數(shù)據,國内(nei)外均已(yǐ)制定了(le)标準,即(ji)使不進(jìn)行實際(ji)校驗,也(ye)可确定(ding)流量系(xì)數,因而(ér)爲設計(ji)、使用部(bu)門廣泛(fan)采用,幾(jǐ)乎占現(xiàn)場使用(yong)流量儀(yí)表的80%左(zuo)右,但在(zai)使用中(zhong)也暴露(lu)出不多(duo)缺點,如(rú):
1.壓損太(tai)大。孔闆(pǎn)的不可(kě)恢複壓(yā)損約占(zhan)輸出差(chà)壓的50腸(cháng)㊙️~90呱。一✨台(tái)用于中(zhong)30。口徑蒸(zheng)汽管道(dao)上的孔(kǒng)闆,由于(yu)壓損可(kě)使年☎️運(yun)行費達(da)上萬人(rén)民币。
2.特(tè)性受幾(ji)何尺寸(cùn)的影響(xiǎng)較大。由(you)于流體(tǐ)的沖刷(shua)、腐蝕以(yǐ)及油污(wū)的粘附(fù),孔闆銳(ruì)邊的流(liu)量系數(shù)有可能(neng)偏離💘設(she)計值約(yue)10%。缺乏維(wéi)修🈲而又(yòu)長期使(shi)用的孔(kong)闆,準确(què)度最好(hao)也隻有(yǒu)3~5%左右。
3.裝(zhuang)拆困難(nán)。對使用(yòng)于大口(kou)徑管道(dào)的孔闆(pan)來說尤(yóu)爲⭐突出(chū)。
4.輸出差(cha)壓與流(liu)量呈非(fei)線性關(guan)系,量程(chéng)比僅爲(wei)3：1。
　　爲适應(yīng)自動化(hua)對流量(liang)儀表提(ti)出的各(gè)種要求(qiu),在不斷(duan)☀️出現♍各(ge)種新型(xíng)儀表的(de)同時,孔(kong)闆也在(zài)不斷改(gǎi)善中。例(lì)❤️如,爲擴(kuo)大量程(chéng),它本質(zhì)上仍是(shì)節流儀(yí)表,但孔(kǒng)徑可随(sui)流量值(zhí)的大小(xiǎo)自行改(gai)變,從而(ér)使輸出(chū)差壓🔞與(yǔ)流量成(chéng)線性關(guān)系。該儀(yi)表的量(liàng)程比可(ke)達100：1,準确(què)度爲土(tǔ)1%,并可用(yòng)♌水标定(ding)後用🔅于(yú)蒸汽管(guan)道上。
二(er)、渦街、電(dian)磁等新(xin)型流量(liang)儀聲的(de)應用領(lǐng)域不斷(duan)增大
　　 渦(wo)街流量(liang)計 的原(yuán)理是:當(dāng)流體流(liú)過非線(xian)性物體(ti)時将在(zai)其後産(chan)生周期(qī)性的旋(xuan)渦脫落(luò),脫落的(de)頻率與(yu)流速成(cheng)正比,因(yin)此,隻要(yào)☂️測出頻(pin)率的大(dà)小即可(kě)推算出(chu)流量值(zhi)。
　　渦街流(liu)量計自(zì)七十年(nián)代問世(shi)以來發(fa)展迅速(sù),目前國(guó)内外⚽已(yi)有十多(duō)利`産品(pǐn)。其主要(yao)優點是(shi):輸出量(liàng)與流量(liàng)成線性(xìng)關系,量(liang)程比🛀🏻可(kě)達10:1;輸出(chu)量爲脈(mò)沖信号(hao),便于遠(yuǎn)傳、數據(ju)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼處理及(ji)♉與計算(suàn)機聯機(jī);輸出量(liang)與介質(zhi)的溫度(du)⛷️、壓力、粘(zhān)度、密度(du)、成份無(wu)關;無可(ke)❄️動部件(jian),便⛷️于維(wéi)護,工作(zuo)可靠。
　　雖(suī)然渦街(jie)流量計(ji)有以上(shang)突出的(de)優點,但(dan)在現場(chang)應用中(zhōng)尚未達(dá)到預期(qi)的目的(de)。可能是(shì)由于管(guǎn)内的流(liú)速分布(bù)對它的(de)✂️工作影(yǐng)響較大(da),特别是(shì)渦街的(de)形成還(hai)有随機(jī)的不穩(wen)定現象(xiang),降低了(le)流量總(zǒng)量的準(zhun)确度。其(qi)次是它(tā)不适用(yong)于測粘(zhan)度太大(da)的流體(ti)以及采(cǎi)🆚用某些(xie)檢測方(fāng)法時輸(shu)出信号(hào)靈敏度(du)有衰減(jiǎn)的現⛱️象(xiàng)。因此,渦(wō)街流量(liang)計的研(yán)究主要(yào)有三個(gè)方面:
(l)研(yán)究産生(shēng)穩定、強(qiang)烈的旋(xuán)渦發生(shēng)體。目前(qian)發生體(ti)主📧要💯爲(wèi)柱🙇🏻狀,從(cóng)♊斷面來(lai)看有圓(yuan)、三角、梯(tī)形、矩形(xing)以及各(ge)種複合(he)形狀。針(zhēn)♍對二維(wei)柱🏃‍♂️體在(zai)三維圓(yuán)管流可(kě)能産生(sheng)随機不(bú)穩定現(xian)象,日🍓本(běn)的高本(běn)正樹近(jin)年曾提(tí)出過采(cǎi)用一種(zhǒng)環形旋(xuan)渦發生(shēng)體(見圖(tu)1),并進行(háng)了一些(xie)🌈試驗。他(tā)認爲當(dāng)環厚W爲(wei)環平均(jun1)直徑d的(de)1/6時,可産(chǎn)生穩定(ding)的渦街(jiē)。當💁然,這(zhè)種環狀(zhuàng)渦街流(liú)量計進(jin)入實用(yong)尚有不(bú)少間✔️題(ti)有待解(jiě)決,如環(huan)狀發生(sheng)體的支(zhi)承、渦街(jiē)頻率的(de)檢測等(deng)。

(2)研(yan)究檢測(cè)渦街頻(pin)率的方(fāng)法。檢測(ce)頻率的(de)方法很(hen)多,如:熱(rè)📱絲、熱敏(mǐn)♉、超聲、電(diàn)磁、應變(bian)、擴散矽(xī)、電容、壓(ya)電等。早(zao)🆚期的熱(rè)絲、熱敏(mǐn)方法靈(líng)敏🔴度雖(sui)然較高(gāo),但由于(yu)檢測元(yuán)件暴露(lù)在流體(ti)之中,易(yì)受污染(ran)而導⛹🏻‍♀️緻(zhì)靈敏度(dù)下📐降,允(yǔn)許承受(shou)的溫度(du)也較低(di),近⭕年來(lái)不少廠(chǎng)家将壓(yā)電或擴(kuo)散矽封(fēng)裝在渦(wo)街發生(shēng)體内或(huo)管道外(wai)的檢🐪測(cè)杆上,使(shi)渦街流(liú)量計的(de)溫度上(shang)限提高(gao)到300℃,抗污(wu)染能力(lì)也大有(you)提高🚶,擴(kuo)大了儀(yi)表的應(yīng)用領域(yu)。
(3)研究頻(pin)率的信(xìn)息處理(lǐ)。在信息(xi)處理上(shàng)采取一(yi)些措施(shi)可♉以提(tí)高💰頻率(lǜ)檢測的(de)穩定性(xìng),降低低(dī)頻波動(dòng)的噪聲(shēng)源等,以(yǐ)彌補流(liu)體振⛱️蕩(dang)信息之(zhi)不足。其(qí)次,爲提(ti)高流量(liang)❌測量的(de)精确度(dù),除了渦(wō)街頻率(lü)信息外(wài),還可引(yin)入溫度(dù)🐪、壓力檢(jiǎn)測🍓信息(xi)組成質(zhì)量流量(liàng)計。微型(xing)機🌍的普(pu)及、推廣(guǎng)和成本(ben)不斷下(xià)降,也爲(wei)渦街流(liú)量計的(de)🔴智能化(hua)辟開了(le)廣闊的(de)前景。
2.電(dian)磁流量(liàng)計
　　 電磁(cí)流量計(jì) 也是一(yī)種很有(you)前途的(de)流量儀(yí)表。由于(yu)儀表中(zhong)沒有任(ren)何障礙(ài)🚩物,特别(bié)适用于(yú)測含有(you)固相物(wù)的液體(tǐ)流量,如(rú)👄污水、紙(zhi)漿、礦漿(jiāng)等。近🏒年(nian)來,歐、美(mei)、日等先(xian)進國家(jiā)生産這(zhè)種儀表(biǎo)的廠家(jiā)約占流(liu)量儀表(biao)廠家的(de)10~2。腸,現場(chang)應用比(bǐ)🌈重也不(bu)斷增加(jia),特别在(zài)以下幾(ji)個方面(miàn)有了較(jiào)大的發(fa)展:
(l)擴大(da)了流體(ti)的應用(yong)範圍。限(xiàn)制使用(yòng)電磁流(liu)量計的(de)主🛀🏻要因(yīn)🐉素是流(liu)體導電(dian)率,其下(xià)限爲50微(wei)姆歐/厘(lí)米。1984年國(guo)外推出(chu)🐅了高靈(líng)敏度的(de)電磁流(liú)量計,流(liu)體的導(dao)電率可(ke)低至1微(wei)姆歐/厘(lí)米,儀表(biǎo)口徑爲(wei)裏~4英寸(cun)。
(2)增加了(le)抗幹擾(rǎo)能力。過(guo)去,電磁(ci)流量計(ji)勵磁采(cǎi)用50Hz交流(liu)電‼️,電源(yuan)雖簡單(dān),但易受(shou)市電幹(gan)擾,零漂(piao)較嚴重(zhong)。現在采(cǎi)用了鍵(jiàn)控開關(guan)電路,低(di)頻方波(bō)勵磁,排(pai)除了幹(gàn)擾,減少(shǎo)了零漂(piāo),儀表準(zhǔn)确度從(cóng)1.5級提高(gao)到0.5級。
(3)非(fei)接觸電(diàn)極。傳統(tǒng)的電磁(ci)流量計(jì)在管内(nèi)有一對(duì)與被測(cè)介質相(xiang)⭕接觸的(de)電極,在(zài)測強腐(fu)蝕液體(tǐ)及污穢(hui)🔞漿液💜時(shí),電極裸(luǒ)露部份(fèn)易被腐(fu)蝕或污(wū)損。一種(zhong)電容禍(huò)合電極(jí)的電磁(cí)流量計(ji),口徑中(zhong)65至中500,在(zai)管道内(nèi)不再有(yǒu)裸露部(bu)分,克服(fu)了被腐(fǔ)蝕、污損(sǔn)的缺點(dian)。
(4)微型化(hua)。由于管(guan)内流速(sù)分布是(shi)非均勻(yun)的,因此(ci),采用🐪非(fei)均勻磁(ci)場可以(yǐ)有效地(dì)利用磁(ci)場強度(dù),從而使(shi)電磁流(liu)量計的(de)口徑進(jìn)一步微(wēi)型化。
三(sān)、插入式(shi)流量儀(yi)表發展(zhan)迅速
　　流(liu)量儀表(biǎo)的體積(ji)與重量(liàng)是随口(kou)徑成立(li)方增長(zhang)的,如果(guo)按比例(li)放大結(jie)構,将使(shi)大口徑(jìng)流量僅(jin)表顯得(dé)特别笨(ben)重⁉️。其次(ci),當口💛徑(jìng)較♉小時(shí),流量儀(yí)表的壓(ya)損無關(guān)緊要💰,而(ér)當口徑(jìng)(如孔闆(pan))增大時(shi),其壓損(sǔn)折合年(nian)運🌐行費(fei)将大得(dé)難以爲(wei)人們所(suo)接受。因(yīn)此,大口(kou)徑流量(liàng)👈儀表應(yīng)具有⛷️結(jié)構簡單(dān)、壓損較(jiao)小的特(te)點,按此(cǐ)要求,插(chā)入式流(liu)量✌️儀表(biao)用于大(dà)口徑流(liú)量測量(liàng)較爲适(shì)宜。
　　插入(rù)式流量(liàng)儀表是(shi)一種以(yi)插入式(shi)安裝形(xing)式爲特(te)征的儀(yi)表,如插(cha)入式渦(wō)輪、 插入(rù)式渦街(jie)流量計(ji) 、 插入式(shì)電磁流(liú)量計 以(yǐ)及皮托(tuō)管、皮托(tuo)文丘利(li)管等等(děng)。這些插(cha)入式流(liú)量儀表(biǎo)一💛般👌指(zhi)測管道(dào)内某一(yī)點流速(su)以推算(suàn)流量的(de)儀表。這(zhè)種測量(liang)方法對(duì)直管道(dao)長度有(you)較高的(de)要求,而(ér)現場中(zhōng)的流速(sù)分布不(bú)可能那(nà)麽嚴格(gé)規範,因(yīn)此,按ISO7145的(de)推算,用(yòng)該方法(fǎ)測流量(liang)的準确(què)度很難(nán)超過±3%。
爲(wèi)提高插(chā)入式流(liú)量儀表(biǎo)的準确(què)度,有人(rén)提出了(le)這樣的(de)設想:安(ān)裝仍保(bao)持方便(bian)的插入(ru)形式,而(ér)在管道(dao)直徑🏒方(fang)向測多(duo)點流速(sù)以适應(ying)管道中(zhōng)流速分(fèn)布的變(biàn)化。

　　近年(nián)來,一種(zhong)雙槳反(fan)向插入(rù)式渦輪(lún)流量計(jì)(見圖3),它(ta)其有🐉二(er)個👣槳葉(yè),旋轉方(fāng)向相反(fan),沿管道(dao)直徑方(fang)向插入(ru)。測🏃🏻試表(biǎo)明它可(kě)以在較(jiào)寬的範(fan)圍内适(shi)應流速(su)分布的(de)變❓化,即(jí)使是較(jiào)惡劣的(de)流場下(xia),如在緊(jǐn)接900彎頭(tou)✔️不到ZD的(de)地方安(ān)裝流量(liàng)計,仍可(kě)保持較(jiào)高☂️準确(què)度。與單(dan)槳葉插(cha)入💛式渦(wō)輪流量(liang)計比較(jiào),準确度(du)可提高(gao)約三倍(bei)。

　　提高插(chā)入式流(liu)量計準(zhǔn)确度的(de)另一途(tu)徑是通(tōng)過檢💋測(ce)頭的微(wēi)型化來(lai)減小對(duì)流場的(de)幹擾。插(chā)入式渦(wō)輪流量(liàng)⭐計檢測(ce)頭🔴直徑(jing)不到2英(ying)寸,這種(zhǒng)儀表還(hai)有一個(ge)定位機(jī)構以保(bǎo)😍證安裝(zhuang)時葉輪(lun)的軸線(xiàn)與管道(dào)軸線🔱相(xiàng)平行;插(cha)入式電(diàn)磁流量(liang)計的檢(jian)測頭直(zhí)♻️徑僅l英(yīng)寸❗,可用(yong)于在4、60英(yīng)🏃‍♂️寸管道(dao)上測流(liú)量。除此(cǐ)而外,有(yǒu)些儀表(biǎo)♋還附屬(shǔ)了一些(xiē)機構,使(shi)儀表功(gong)能更趨(qu)完善,如(rú)插入🈲式(shì)電磁流(liu)🥵量計,具(ju)有檢測(cè)流量變(biàn)化❌範圍(wei)的數字(zì)開關以(yi)及監測(ce)管道中(zhong)流動情(qíng)況的信(xìn)号開關(guan)和低流(liú)量開關(guān)。

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