摘要：本文(wén)介紹了幾種(zhong)冶金工業常(chang)用流量計 的(de)原理結構及(ji)它們在選型(xing)安裝和維護(hu)方面的應用(yong),旨在探讨🔴工(gong)業生産中如(ru)何合理選擇(ze)适用又經濟(ji)的流量儀表(biǎo)。
1前言
　　在冶金(jīn)工業生産中(zhōng),會涉及各類(lei)氣體蒸汽和(hé)液體的流量(liang)測量,随着工(gong)業自動化儀(yi)表的發展,流(liu)量計儀表不(bú)斷推陳出新(xin)。因此，合理選(xuǎn)擇測量方法(fǎ)及功能特性(xing)經濟适🔴用的(de)流量儀表是(shì)非常必要的(de)。以下就幾種(zhong)工💘業常用流(liu)量測量方法(fa)計及儀表選(xuan)型進行一些(xie)實用性介紹(shao)。
2差壓式流量(liang)計
　　差壓式流(liú)量計 是目前(qian)工業生産中(zhōng)測量氣體、蒸(zheng)汽液體流量(liàng)常用的一👌種(zhǒng)儀表,也是發(fā)展較早,研究(jiu)比較成熟及(jí)完善的測量(liang)儀表,目前相(xiàng)應品種在國(guó)際國内均已(yi)标準化。
2.1 差壓(ya)式流量計的(de)組成及原理(lǐ)
　　差壓式流量(liang)計主要包括(kuo)兩部分:節流(liu)裝置和差.壓(yā)計。常用節流(liú)👈裝置有标準(zhǔn)孔闆标準噴(pēn)嘴和文丘利(li)管等。其工作(zuo)原理是:在管(guan)道内部裝有(you)孔闆噴嘴等(děng)❓節流件🌈,當流(liú)體🙇‍♀️流經節💯流(liu)件時,流束産(chan)生局部收.縮(suo),流速增加,靜(jing)壓力降低,節(jiē)流件前後就(jiù)會産生靜壓(yā)力差。根據能(neng)👄量守恒定律(lǜ)和流動連續(xù)性方程的基(ji)本原理,得出(chū)🚩流體的流量(liàng)與差♌壓的平(píng)方根成正比(bǐ)。所以通過測(cè)量流體差壓(ya),便可計算流(liú)體流量。
2.2差壓(ya)式流量計的(de)使用範圍及(ji)安裝要求
2.2.1标(biāo)準節流裝置(zhì)的使用範圍(wei)
　　據國家标準(zhun)規定，标準節(jiē)流裝置的流(liú)量比應等于(yú)13,在🔴個别情況(kuang)下可取14,當流(liú)量比小于上(shang)述值時,測小(xiao)🤟流量時誤差(chà)将增大。使用(yong)的節流裝置(zhi)不同,适用的(de)管道直徑D直(zhi)徑比和雷諾(nuo)數也不相同(tong)，均有相應标(biāo)準規定。
2.2.2.安裝(zhuang)要求
　　節流裝(zhuang)置應安裝在(zài)有恒定截面(miàn)積的兩段圓(yuán)形管道之間(jiān)💁。爲了🈲保證測(cè)量精度,要求(qiú)流束勻直充(chong)分擴👣散,且無(wú)旋渦,所以安(an)裝條🌈件很重(zhong)要。節流裝置(zhi)的安🔞裝位置(zhì)🛀前後直拉段(duan)長度均應遵(zun)照規🙇🏻定執行(háng)。
2.2.3節流裝置的(de)輔件要求
　　爲(wei)避免高溫有(yǒu)腐蝕介質對(dui)測量造成的(de)影響,當介質(zhi)溫度🐕大于70℃時(shí)須附加冷凝(ning)器;當介質爲(wei)腐蝕性高粘(zhan)度以凍結、以(yǐ)析出固體🔅時(shi)須加隔離器(qì)。當介質爲😄氣(qi)體時須附加(jiā)沉降器;當介(jiè)質爲液體時(shí)須附加集氣(qi)器。
　　由于差壓(ya)式流量計具(jù)有測量方法(fǎ)簡單沒有可(kě)動零件工作(zuo)可⛹🏻‍♀️靠适應性(xing)強,可不經實(shí)流标定而能(néng)保證一定的(de)測量精度等(děng)一💃系列優點(dian),從而能廣泛(fan)應用于生産(chǎn)流程中。但爲(wei)了保證好的(de)使用效果,應(ying)根據需要增(zēng)加冷凝器🌈、集(jí)氣器、沉降器(qì)和隔離器等(děng)輔🐆件,維護中(zhong)要對節流件(jiàn)和輔件定期(qi)檢查及時清(qīng)除污垢。
3彎管(guǎn)流量計
　　彎管(guan)流量計是最(zuì)近發展的節(jiē)能型差壓式(shì)流量測量🔞系(xi)統,目前廣泛(fàn)應用于冶金(jin)化工熱電制(zhi)藥等部門的(de)液體氣體、蒸(zhēng)汽的測量,适(shi)用于各種工(gong)業現場⛷️,可作(zuo)爲長期監測(cè)流量的測量(liang)👉裝置。
3.1彎管流(liu)量計的組成(chéng)及原理
　　彎管(guǎn)流量計主要(yào)由彎管傳感(gan)器二次表差(chà)壓變送器及(jí)一些管道閥(fa)門組件組成(cheng)。其工作原理(lǐ)如圖1所示,當(dang)流體通過👄彎(wan)管❤️傳感器時(shí),由于流體受(shòu)到傳感器的(de)束縛,被迫作(zuò)圓周圍運動(dong)(即強制旋流(liu)),彎管與流體(ti)之間産生相(xiang)互作用力。流(liú)體按照彎管(guan)的曲率作圓(yuán)周運動産生(sheng)離心力，該離(lí)心力的大小(xiao)與流體的流(liu)速v密度ρ及所(suo)作圓周運動(dòng)的曲率半徑(jing)R有📧關,其表現(xiàn)爲流體對傳(chuán)感器的内外(wài)側形成壓力(lì)差δP,該壓力差(cha)的大小通過(guo)差壓變送器(qì)檢測轉化爲(wèi)4~20mA信号,送入二(er)次儀表,經标(biao)準電阻将電(dian)流信号轉換(huàn)成電壓信号(hào),通過80C552内部模(mo)🈚拟開關和A/D轉(zhuǎn)換器轉換成(chéng)數字信⭕号，然(ran)後進行必要(yào)的計算和邏(luo)輯分析,将結(jié)果分别送到(dào)顯示存儲輸(shu)出等單元。
 
3.2彎(wan)管流量計的(de)特點及應用(yòng)
　　彎管傳感器(qi)能測量φ25~1000mm管道(dao)中各種流體(tǐ)的流量。其特(tè)點有以下幾(ji)種。
3.2.1彎管傳感(gan)器沒有任何(hé)插入件和感(gan)測件,是沒有(yǒu)附加阻👅力損(sǔn)失的節能型(xíng)流量傳感器(qì)。結構簡單,工(gong)作可靠㊙️,節能(neng)🛀降耗,節約運(yun)行費用,适合(he)壓力低,大管(guǎn)徑,大流量🛀🏻的(de)流量😘測量系(xi)統使用。
3.2.2耐磨(mo)性能好,使用(yong)壽命長,傳感(gǎn)器使用壽命(mìng)等同于所替(tì)代的标準彎(wan)頭。長期運行(háng)管徑的微小(xiao)磨損對彎管(guǎn)傳感器的測(ce)量精度影響(xiang)甚微。
3.2.3安裝方(fang)便,免維護,傳(chuán)感器采用直(zhi)接焊接的方(fāng)法安裝在工(gong)藝🌏管道上,簡(jiǎn)便經濟,不會(hui)産生洩漏問(wèn)題。
3.2.4适應性強(qiang),測量範圍寬(kuān),傳感器不受(shòu)工作現場的(de)高溫粉塵潮(chao)濕震動、電磁(cí)場等不利因(yīn)素的影響，,可(ke)在任何複雜(zá)的環境中工(gong)作。适用于中(zhōng)25~2000mm管道中,液體(ti)流♋速0.3~5m/s,蒸汽或(huo)氣體流速7~70m/s的(de)廣闊範圍。
3.2.5傳(chuán)感器對直管(guan)段的要求較(jiào)低,隻要滿足(zu)前5D後2D就可🌐以(yǐ)獲🚶得足夠的(de)測量精度。
4電(diàn)磁流量計
4.1電(diàn)磁流量計的(de)測量原理
　　電(dian)磁流量計 的(de)測量原理基(jī)于法拉第電(diàn)磁感應定律(lǜ),如圖2所示，即(ji)導電🐆液體在(zài)磁場中作切(qie)割磁力線運(yun)動時,導體中(zhong)産生感應電(dian)壓U,其🌈感應電(dian)壓信号通過(guo)兩個與流體(ti)直接接觸的(de)電極檢出,并(bing)通過電纜傳(chuan)送至放大器(qi),然後轉換成(chéng)統一🔞輸出信(xin)号。
 
4.2電磁流量(liang)計的特點及(jí)應用
　　電磁流(liu)量計發展至(zhì)今在關鍵性(xìng)技術上有了(le)較大突♍破,主(zhǔ)要特點體現(xiàn)在以下方面(miàn)。
4.2.1将50Hz交流勵磁(ci)改進爲低頻(pin)矩形波勵磁(ci),大大消除了(le)工頻及現🎯場(chang)♋各種雜散電(dian)磁場幹擾的(de)影響,可免去(qù)原來🤩的要求(qiu)的電極引線(xiàn)嚴格接地的(de)條件,工作2穩(wěn)定可靠。
4.2.2電極(ji)安裝的密封(fēng)技術和勵磁(cí)線圈的防潮(chao)技術有了可(kě)靠保證避免(mian)因滲漏和受(shòu)潮而造成儀(yí)表損.壞。
4.2.3接觸(chù)被測介質的(de)隻有襯裏和(hé)電極,可達到(dào)良好的耐腐(fu)😄蝕性🔞和耐磨(mó)性,因此可測(cè)量各種強酸(suān)強堿化🍉工溶(róng)液。
4.2.4電磁流量(liàng)計測量管内(nèi)無阻流及活(huó)動部件,不會(hui)造成額外🔅的(de)♻️能量損失,也(yě)不會堵塞,節(jiē)能效果顯著(zhe)。但要求被測(cè)介質是導電(dian)性的液體或(huo)液固相介質(zhì),因此一般的(de)自來水各種(zhong)酸堿鹽溶液(yè)污🐆水泥漿礦(kuang)漿紙漿等都(dou)可以用電磁(cí)流量計測量(liàng),而非導電的(de)介💃🏻質如酒精(jīng)純⭐丙酮汽油(you)等💃油類物質(zhì)不🏃能用電磁(cí)流🈲量計測量(liàng)。
4.2.5安裝要求低(dī),前置直管段(duan)隻要5D,後置直(zhí)管段爲2D(D爲所(suo)選管道的内(nèi)💃直徑)。
4.2.6測量精(jīng)度高，能達到(dào)測量值的±0.2%,而(er)且可測正/反(fan)二個🧑🏾‍🤝‍🧑🏼方向的(de)流量☂️。
4.2.7量程比(bǐ)大,最大爲15001,能(néng)夠較好、全面(miàn).地追蹤流量(liàng),正确🌐地🆚測🔞量(liàng)夜間小流量(liang)。
4.2.8具有良好互(hù)換性,傳感器(qi)轉換器可以(yi)互換,不必重(zhong)⛹🏻‍♀️新進✊行實流(liu)标定就可達(dá)到精度。由于(yu)具有以上一(yi)系列🔞優點,電(dian)磁流量計工(gōng)業生産中得(de)到非常廣泛(fan)㊙️的應用🙇🏻,成爲(wei)導電液體流(liu)量測量的首(shǒu)💜選儀表。
5.渦街(jie)流量計
5.1渦街(jiē)流量計的測(cè)量原理
　　渦街(jiē)流量計 工作(zuò)原理以卡曼(màn)渦街爲基礎(chu),當流體流經(jīng)非流線型檔(dang)體時,在檔體(ti)兩側交替産(chǎn)生旋渦信号(hào)。當雷諾數大(da)于一定值時(shí)，旋☎️渦的雷諾(nuò)數與平均流(liú)量成正比,因(yin)而也與流量(liang)成正比。有旋(xuan)渦引起的交(jiāo)替壓力變化(huà),通過發生體(tǐ)側孔傳遞給(gěi)差動電容傳(chuán)感器,差動電(diàn)容傳感🤟器檢(jiǎn)測到這些壓(yā)力脈沖并轉(zhuǎn)換成電信号(hào),前置放大器(qì)将這些正弦(xian)信号處理成(chéng)爲與流量成(cheng)正比.的方波(bo)脈沖輸出。
5.2渦(wo)街流量計的(de)技術特點與(yǔ)應用
5.2.1具有高(gāo)的測量精度(du),電子信号變(bian)換器采用微(wei)處理器控制(zhi)技👄術,配合精(jing)度高的信号(hao)處理方法,使(shi)得測量系統(tong)能夠達到較(jiào)高的精度。
5.2.2具(jù)有較寬的測(ce)量範圍,量程(chéng)比可達130。
5.2.3較寬(kuān)的溫度使用(yong)範圍,流體溫(wen)度範圍爲.50℃~+400℃;環(huán)境溫度範圍(wei)爲-30℃~+80℃.
5.2.4增強的抗(kang)震動性能,采(cai)用差動電容(rong)傳感器，抗震(zhen)動性能🌂好,達(da)到1g。
5.2.5高可靠性(xìng),無運動部件(jiàn),無機械磨損(sǔn),無須機械維(wéi)修,電路元件(jian)❓采用表面貼(tiē)裝工藝,結構(gòu)緊湊,可靠性(xìng)高。
基于以.上(shàng)特點,渦街流(liu)量計可方便(bian)地實現液體(ti)、氣體和蒸汽(qi)的💚質量流量(liàng)的測量,并能(néng)适應工業上(shang)較髒的煤氣(qi)流量的測量(liang)。
6.超聲波流量(liang)計
6.1超聲波流(liú)量計的測量(liang)原理
　　超聲波(bo)流量計 利用(yòng)聲波在流動(dong)介質中傳播(bo)時，其方向與(yu)介質運動方(fāng)向🚶相♊同時傳(chuan)播速度加快(kuài),相反時傳播(bo)速度減低的(de)這一特性，通(tōng)過測出這個(gè)速度差從而(ér)求出管道内(nèi)相應的流😍量(liang)。測量🌏速度差(cha)的方法常采(cai)用時差法相(xiang)差法。
6.2超聲波(bō)流量計的特(te)點及應用
　　與(yǔ)其它類型流(liu)量計相比,其(qí)優點有:可以(yi)實現非接👅觸(chù)測量❓，對測量(liàng)管道無插入(rù)零件,沒有流(liú)體附加阻力(li),不受介質粘(zhan)度導電性和(he)腐蝕性影響(xiǎng),測量方式爲(wei)線性特性,易(yi)于實現數字(zì)化♈輸出及流(liu)量的積算。其(qi)主要缺點有(you):精度不太高(gao),約±1%,另外溫度(dù)對聲波影響(xiǎng)較大，故一般(bān)不适于溫度(dù)波動大,介質(zhi)物理特性變(bian)化大的流體(ti)測量,其次也(ye)不适于小流(liu)速小管徑👌的(de)流量測🔞量,因(yin)爲這時相對(duì)誤差将增加(jiā)。
7結束語
　　在冶(ye)金工業生産(chǎn)中,需要根據(ju)現場環境被(bèi)測介質🌈特性(xing)♉及實用性等(deng)方面合理選(xuan)擇流量儀表(biǎo),應用合理則(zé)能達到預期(qī)的測量精度(dù),反之則不能(neng)取得好的效(xiào)果👌,甚至會很(hen)差。另外,正确(què)的使用和維(wéi)護方法也是(shì)良好測量效(xiào)果的保證。

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