德國VSEVS0.02流量計生產(chǎn)廠家同時我們還經(jīng)營:渦街流量計利用伴隨漩渦分離的物理效應(yīng),可以采用熱敏、力敏元件或通過光、聲調(diào)制方法等來檢測漩渦分離頻率.至今用于檢測分離頻率的方法和采用的元件是多種多樣的,歸納起來有以下幾種典型方法:(1)熱敏元件檢測方法漩渦分離產(chǎn)生的交變環(huán)流所引起的整體表面速度脈動或者交變橫向流的頻率,用加熱的金屬絲、熱敏電阻器等進行檢測.(2)力敏元件檢測方法漩渦分離造成的交變差壓、交變升力或者交變升力引起的機械振動,用差動電容、電阻應(yīng)變片、壓電晶體、壓電陶瓷等檢測.(3)電磁傳感器檢測方法漩渦的分離所引起的膜片或者梭球等的往復(fù)振動的頻率,用電磁傳感器檢測.(4)聲、光信號調(diào)制檢測方法利用聲束光束通過渦街時受到漩渦的調(diào)制,由接收聲強光強或相位的脈動頻率得到漩渦分離頻率. 由于渦街流量計是利用流體自身的規(guī)則振蕩來計量流量的,因而對流體的速度分向及流動噪聲,比較敏感,因此在應(yīng)用過程中對管道安裝狀況要求較高.對L游不同形式的阻力件必須配置足夠長的滿足不同要求的直管段,以保證儀:菱的測量精度.表l給出了不同形式阻力件禍街流量計上游最短直管段. 在實際應(yīng)用過程中,由于場地限制,有時不能提供足夠長的直管段,為保證渦街流量計的準(zhǔn)確測量,縮短直管段長度,可在上游阻力件和儀表之間裝設(shè)整流器,使得不利于測量的流動狀態(tài)進行整理、疏導(dǎo)消除流場的畸變和附加漩.在應(yīng)用中要求渦街流量計與管道法蘭連接使用的密封墊圈,不能突出管道內(nèi),以免造成測量誤差.壓電晶體的靈敏度高、體積小、線性范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、壽命長.因此,我們研究的智能渦街流量計系統(tǒng)采用力敏元件(壓電晶體)來檢測漩渦的頻率. 由于金屬管浮子流量計的測量管為機械結(jié)構(gòu).測最時對波動很敏感,經(jīng)常會出現(xiàn)指針波動嚴(yán)重,甚至影響讀數(shù)的情況。除了在測量管中加裝氣阻尼器之外,還可以在指針組件中增加電磁阻尼器,使指針擺動的頻率、幅度大幅度降低,使指針指示穩(wěn)定,刻度值讀取變得容易,讀取精度更高。 電磁阻尼器的工作原理。電磁阻尼器由磁鋼、連接件、金屬板等組裝后為一體。指針的配重為導(dǎo)電金屬鋁合金,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,配重在磁場中運動,切割磁力線.必然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而在配重中產(chǎn)生渦電流;磁場對帶電導(dǎo)體必然產(chǎn)生作用力,而此作用力恰好起到阻礙配重在磁場中運動的作用,配重運動的速度越大,產(chǎn)生的反作用也越大,其效果類似于阻尼器,從而使電磁阻尼器起到降低指針擺動頻率、幅度的作用.達到穩(wěn)定的效果。 與現(xiàn)有技術(shù)相比,通過增加電磁阻尼器裝置,可有效改善金屬管浮子流量計的使用效果,使指針的擺動頻率和幅度大幅度降低,指針穩(wěn)定指示,刻度值的讀取變得容易,讀取精度提高,既提高了效率也保證了精度。 高流速時,電磁流量計中的流體為湍流,且雷諾數(shù)越大,流體小尺寸結(jié)構(gòu)越小。但流體整體向前的流速不會因為湍流而減小,這樣的情況下可知電磁流量計流體中的非導(dǎo)電物體的尺寸更小。當(dāng)含水率不變,非導(dǎo)電物體物質(zhì)半徑變小后對電磁流量計的整體流速分布不變、對流量計的磁場分布影響較小。根據(jù)式(1)可知,電磁流量計中非導(dǎo)電物質(zhì)的半徑大小對流量計的權(quán)重函數(shù)是有影響的。 當(dāng)電磁流量計中心橫截面內(nèi)含有M(M=0,1,2.,-.)個油泡時傳感器的權(quán)重函數(shù)分布情況,本文算例設(shè)定M=3權(quán)重函數(shù)分布情況計算方式。圖1為電磁流量計傳感器截面內(nèi)存在3個球形油泡時的結(jié)構(gòu)模型圖。其中,x軸與y軸與圖1描述--致,圖1中只顯示了測量區(qū)域部分,測量區(qū)域流體中存在3個油泡。y正半軸、負(fù)半軸與管壁的交點是流量計的電極位置。 圖1中3個油泡相互不重疊,此時傳感器內(nèi)部感應(yīng)電勢仍滿足Laplace方程。為了對該問題進行求解,需建立2種坐標(biāo)系,一種是以傳感器中心為原點建立的二維直角坐標(biāo)系(x,y),另一種是以各個油泡中心為原點建立的M個二維極坐標(biāo)系(ri,θi)。首先在二維直角坐標(biāo)系下對該問題進行求解(本例M=3),求解感應(yīng)電勢方程時需借用一個輔助的格林函數(shù)G,G滿足Laplace方程且邊界條件 式中,R為電磁流量計半徑的長度值;მG/an為電勢在半徑方向上的導(dǎo)數(shù);δ(θ)為電勢G在流量計管壁處所滿足的條件,其值僅在電極表面處不為0。當(dāng)流體中存在油泡時,G表達式為 式中,R為測量管的半徑;x與y分別表示測量區(qū)域中的位置。 當(dāng)電磁流量計流體中存在3個油泡時,G=G+G1+G2+G3圖2顯示了流量計流體截面中存在3個不重疊的油泡時,流量計截面內(nèi)部權(quán)重函數(shù)wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發(fā)現(xiàn)油泡所在位置權(quán)重函數(shù)值是0。當(dāng)然,存在多個油泡分布在不同位置流體中時權(quán)重函數(shù)分布情況也可以用上述方法計算。 仿真實驗中,設(shè)定不同大小的非導(dǎo)電物質(zhì)對電磁流量計權(quán)重函數(shù)進行仿真,如圖3所示為不同大小非導(dǎo)電物質(zhì)對電磁流量計權(quán)重函數(shù)的影響。圖3中左邊的分別為權(quán)重函數(shù)分布圖,右邊分別為權(quán)重函數(shù)等勢圖,其中R單位為cm。從圖3中可見,當(dāng)電磁流量計中的非導(dǎo)電物質(zhì)半徑越來越小,對電磁流量計的權(quán)重函數(shù)的影響就越小。 為了更清楚地揭示電磁流量計的權(quán)重函數(shù)與流量計中非導(dǎo)電物質(zhì)半徑之間的關(guān)系,定義c為非導(dǎo)電物質(zhì)對流量計權(quán)重函數(shù)的影響的評價指標(biāo)式中,Wxy為含有油泡等非導(dǎo)電物質(zhì)時電磁流量計在測量區(qū)域坐標(biāo)(x,y)的權(quán)重函數(shù);Wxy0為電磁流量計不含非導(dǎo)電物質(zhì)時測量區(qū)域坐標(biāo)(x,y)的權(quán)重函數(shù);A為權(quán)重函數(shù)區(qū)域(測量區(qū)域)。 圖4為不同大小非導(dǎo)電物質(zhì)對流量計權(quán)重函數(shù)的影響分析圖。圖4中橫軸為非導(dǎo)電物質(zhì)半徑,縱軸為權(quán)重函數(shù)的影響因子c。從仿真結(jié)果可以看出流體中的非導(dǎo)電物質(zhì)半徑較小時,對電磁流量計的權(quán)重函數(shù)影響越小。在本例中,當(dāng)流體中非導(dǎo)電物質(zhì)小于0.02R時,對電磁流量計的權(quán)重函數(shù)分布幾乎沒有影響。一體化孔板流量計是測量流量的差壓發(fā)生裝置,配合各種差壓計或差壓變送器可測量管道中各種流體的流量,孔板流量計節(jié)流裝置包括環(huán)室孔板、噴嘴等.該流量計是一個新的概念,是由專業(yè)制造廠整體組裝的(包括檢測元件、變送器及附件、工藝短管等),并可按用戶要求的系統(tǒng)精度標(biāo)定合格的孔板流量計系統(tǒng).由于該流量計現(xiàn)場的維護量較小,經(jīng)常被忽略,而孔板流量計所配套的差壓變送器,如果不經(jīng)常調(diào)校,日積月累再加上會由于一些客觀的因素而導(dǎo)致測量結(jié)果誤差較大.下面就給大家主要介紹下調(diào)校一體化孔板流量計測量精度的主要措施:1、溫度對流量計的影響及其修正,流體溫度變化引起密度的變化,從而導(dǎo)致差壓和流量之間的關(guān)系變化,其次,溫度變化引起管道內(nèi)徑,孔板開孔的變化,對溫度變化的修正,就是采取溫度儀表測量現(xiàn)場溫度進而輸入到二次儀表中來修正溫度變化而導(dǎo)致的誤差。2、蒸汽質(zhì)量流量的計算,一體化孔板流量計測量蒸汽時,先由差壓信號求得流量值,再由蒸汽溫度,壓力值查表得出密度,來計算蒸汽流量質(zhì)量。3、孔板流量計進行逐臺標(biāo)定。大家都知道,標(biāo)準(zhǔn)孔板只要設(shè)計制造參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),不需要實流標(biāo)定就可以直接使用。因為流出系數(shù)可以直接由軟件算出,但是計算機計算畢竟的比較理想的,和現(xiàn)場環(huán)境還是有一定差別的,所以,為了保證測量精度,建議對每臺流量計進行實流標(biāo)定,把標(biāo)定出的流出系數(shù)和計算結(jié)果進行比對,算出差值,進行修正。4、可膨脹性校正。孔板流量計測量蒸汽,氣體流量時,必須進行流體的可膨脹性校正,具體校正系數(shù)可以參照節(jié)流裝置設(shè)計手冊。 5、雷諾數(shù)修正,一體化孔板流量計的流量系數(shù)和雷諾數(shù)之間有確定的關(guān)系,當(dāng)質(zhì)量流量變化時,雷諾數(shù)成正比變化,因而引起流量系數(shù)的變化。按照熱式氣體質(zhì)量流量計安裝方式的不同,可以分為插入式和管段式熱式氣體流量計。插入式流量計(一般有兩部分組成:檢測探頭和轉(zhuǎn)換器)一般采用法蘭盤安裝或其他方式安裝,將測量探頭插入待測流體管道內(nèi),通過轉(zhuǎn)換器部分對檢測探頭部分采集的信號進行處理,按一定的關(guān)系換算成實際流量并通過表頭顯示。插入式流量計在大、中型管道以及特大型管道的流量測量上,相對于管段式流量計有著一定的優(yōu)勢。管段式氣體流量計,將測量探頭部分固定在一段標(biāo)準(zhǔn)管道內(nèi),在使用時,必須要在實際流體管道上轉(zhuǎn)接上標(biāo)準(zhǔn)管道,分布式熱式流量計多采用這種方法。 按流量計檢測變量的不同,將之分為恒定溫差型和恒定功率型流量計。恒溫差型流量計是指,隨著流體的流動,測量探頭上熱量散失,系統(tǒng)以一定的功率對測量探頭進行加熱,維持兩個探頭恒定的溫度差(比如 100 攝氏度)。恒定功率型是指以某一恒定的功率對測量探頭加熱,流量為零時兩個探頭的溫度差為某一溫度差值(比如100攝氏度),隨著流量的變化,兩個探頭的溫度差值發(fā)生變化,使流量與溫度差值之間體現(xiàn)一定的關(guān)系,以此為依據(jù)而設(shè)計的流量計。 按照熱源作用位置的不同,將熱式氣體質(zhì)量流量計歸結(jié)為熱分布式和熱耗散式兩大類。熱耗散式流量計采用的是熱力學(xué)中的金氏定律,因此又稱為金氏流量計。熱分布式流量計利用氣體流動傳遞熱量,改變被測量管道上的溫度分布情況,主要應(yīng)用在微小流量的潔凈氣體測量和精細(xì)制造工藝的過程控制等。熱式氣體質(zhì)量流量計是利用傳熱原理,即流動中的流體與熱源(流體中加熱的物質(zhì)或測量管外加熱體)之間熱量交換關(guān)系來測量流量的儀表,目前主要用于測量氣體。熱式流量儀表用得最多有兩類,一是利用流動流體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱傳導(dǎo)分布效應(yīng)的熱分布式流量計,曾稱量熱式TMF;另外--類是利用熱消散(冷卻)效應(yīng)的金氏定律TMF又由于結(jié)構(gòu)上檢測元件伸入測量管內(nèi),也稱插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量計算如下: 如圖所示,插入式熱式氣體質(zhì)量流量計由兩個電阻溫度計組成傳感器,一個測溫探頭,感受流體溫度T2另一個電阻溫度計由電路加熱到溫度T1用來測量流體帶走的熱量變化,亦稱測速探頭。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。當(dāng)流體流經(jīng)傳感器時,由于測速探頭的自身溫度T1高于測溫探頭感受的溫度即流體溫度T2,流體便帶走了測速探頭上的一部分熱量(高溫向低溫傳遞),使T1下降。電路為保持△T恒定,便增加對測速探頭的加熱功率,使△T=T1-T2恒定。流體帶走測速探頭.上多少熱量,電路便增加相應(yīng)數(shù)量的電功率,兩者之間存在著一個函數(shù)關(guān)系"。設(shè)對測速探頭的加熱功率為P1,流體的質(zhì)量流量為Q,則根據(jù)流體流過測速探頭時所帶走的熱量與對測速探頭的加熱功率相對應(yīng)的原理,得到下列關(guān)系式: 式(1)中,PocQ 因此,可以通過測量加熱功率P,來測量帶走這部分熱量的流體的質(zhì)量流量。由于帶走著部分熱量的是流體的分子,所以,測速探頭直接測量的是流體的質(zhì)量流速pv,此時,只要乘上管道的橫截面積,就可以得到流體的質(zhì)量流量了。由于氣體流過探頭時帶走熱量和氣體的質(zhì)量流量成比例關(guān)系,也和探頭間溫差有關(guān),流量越大,兩探頭之間溫差越小,氣體質(zhì)量流量與溫差之間的聯(lián)系通過質(zhì)量流速ρv建立"。 式中:Qm-質(zhì)量流量,kg/s; Kv-測量頭儀表系數(shù); a-速度分布系數(shù); B一阻塞系數(shù); x-干擾系數(shù); A-儀表表體(測量管道)的內(nèi)橫截面積,m² ρv一質(zhì)量流速,kg/(m²·S)。 基于_上述原理,對于大管徑的流量測量來說,雖無相應(yīng)的大管徑標(biāo)定裝置來對流量計進行標(biāo)定,但只要在標(biāo)準(zhǔn)口徑的標(biāo)定裝置.上測定相應(yīng)的質(zhì)量流速,也就可方便地測量出大管徑中流體的質(zhì)量流量了。 由熱式氣體質(zhì)量流量計中于兩個傳感器都是用性能穩(wěn)定的金屬鉑材料通過特殊工藝密封在316L不銹鋼管或抗酸、堿腐蝕的K2760哈氏合金或鉑套管中制成,因此極為堅固,并不會污染被測流體或受被測流體污染,且其抗腐蝕性能相當(dāng)好。 渦街流量計也稱之為旋渦流量計或卡門渦街流量計。可以適用于管道內(nèi)多種流體(氣體液體、蒸氣)的流量測量。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時可以對流體的壓力和溫度參數(shù)自動進行修訂。該流量計可以將測量結(jié)果進行模擬標(biāo)準(zhǔn)信號或數(shù)字脈沖信號的輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進、理想的測量儀器。 在流體中設(shè)置非流線型漩渦發(fā)聲體時,在渦街流量變送器中的三角柱形的旋渦發(fā)生體后會上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦(見圖1)。旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),用下式表示: 式中ƒ--旋渦的釋放頻率 ,單位為Hz; Ʋ--流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,單位為m/s; d一旋渦發(fā)生體特征寬度,單位為m; St一斯特勞哈爾數(shù)(Strouhal number) ,無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14 ~ 0.27 St是雷諾數(shù)的函數(shù), 通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度Ʋ,再由公式 求出流體流過渦街流量計的流量q。(式中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。)德國VSEVS0.02流量計生產(chǎn)廠家三聚磷酸鈉(俗稱五鈉)的生產(chǎn)過程中有一個中和過程,在該過程中磷酸和純堿按一定比例混合、反應(yīng)后被制成可用來進一步生產(chǎn)五鈉的中和液。在這樣一一個過程中為使產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制就需要對加入中和罐的磷酸量根據(jù)分析結(jié)果進行精確的批量控制。存在的問題和解決方案 圖1中流量計自1983年裝置投產(chǎn)后就一直使用,到1997年已是殘破不堪,常因其故障使裝置的生產(chǎn)遭受影響。在這種情況下如何來解決好這個問題就很自然地納入了我們的工作日程。我們首先想到的是想按原型號進行更新,但經(jīng)市場詢價后我們發(fā)現(xiàn)這種老式的儀表現(xiàn)在的售價實在太昂貴,竟達十一萬多人民幣一臺,很不合算。經(jīng)研究后,我們認(rèn)為智能式電磁流量計能擔(dān)此任(當(dāng)時集批處理功能于一身的流量計還不多),其完善的功能和一體式結(jié)構(gòu)既能夠通過表頭上的三個紅外觸摸鍵使將來的操作完全和老儀表一樣在現(xiàn)場完成,也可利用這種儀表本身具有的HART通信功能和RS485接口方便地使用HART通訊器或其它智能終端實現(xiàn)遠程操作。該方案投資僅為三萬元人民幣左右(不計遠程終端,暫未用)。圖1為控制系統(tǒng)圖 2儀表選型和系統(tǒng)設(shè)計 (1)根據(jù)工藝的酸流量情況我們選用了口徑為DN50的電磁流量計,針對磷酸的特殊腐蝕特性確定了聚四氟乙烯(PIFE襯里和鉭電極,電源為24VDC(因電磁閥也用該電源)。 (2)調(diào)節(jié)閥延用原舊閥。 (3)增加一個直流24V2.SW的二位三通電磁閥,用來控制調(diào)節(jié)閥的氣源(該氣源在舊系統(tǒng)中直接受控于流量計)。. (4)因所選流量計本身的觸點輸出容量最大僅為0.1A24W故增加一-個觸點容量為0.5A24V激勵電壓為24VDC的中間繼電器(該繼電器直接固定在流量計自身的接線盒內(nèi))用以可靠驅(qū)動電磁閥。系統(tǒng)構(gòu)成示意圖見圖2。1、精確度 一般說來,選用渦輪流量計主要是看中其高精確度。目前渦輪流量計的精確度大致為液體:國際市場為±0.15%R,±0.2%R,±0.5%R和±1%R,國內(nèi)定型產(chǎn)品為±0.5%R和±1%R;氣體:國際市場為±0.5%R和±1%R,國內(nèi)為±1%R和±1.5%R,以上精確度指范圍度為6:1或10:1。精確度除與本身產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)外,還與使用條件密切相關(guān)。 若縮小范圍度可提高精確度;特別是作為標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)流量計,若定點使用,精確度可大為提高。 流量計精確度愈高,對現(xiàn)場使用條件的變化就越敏感,要想保持其高精度,需要對儀表系數(shù)特別的處理。一種處理方法就是所謂儀表系數(shù)浮動處理法。即由現(xiàn)場以下條件實時進行處理:a)粘度受溫度的影響;b)密度受壓力、溫度的影響;c)傳感器信號冗余(一臺傳感器輸出二個信號,監(jiān)視其比值;d)系數(shù)的長期穩(wěn)定性(采取控制圖確定)等。 對于貿(mào)易儲運交接計量,常配備在線校驗裝置,以便定期進行校驗。 生產(chǎn)廠使用說明書列舉的儀表精確度為基本誤差,現(xiàn)場應(yīng)估算附加誤差,現(xiàn)場誤差應(yīng)為兩者的合成。2、流量范圍的選擇 渦輪流量計的流量范圍的選擇對其精確度及使用期限有較大的影響。一般在工作時最大流量相應(yīng)的轉(zhuǎn)速不宜過高。使用狀況分連續(xù)工作和間歇工作兩種,連續(xù)工作是指每天工作時間超過8小時,間歇工作是每天工作時間少于8小時。對于連續(xù)工作最大流量應(yīng)選在儀表上限流量的較低處,而間歇工作可選在較高處。一般連續(xù)工作是將實際最大流量乘以1.4作為流量范圍的上限流量,而間歇工作則乘以1.3。 如果儀表口徑與工藝管道通徑不一致時,則應(yīng)以異徑管和等徑直管改裝管道。 對于流速偏低的工藝管道,最小流量成為選擇儀表口徑首先要考慮的問題,通常以實際最小流量乘以0.8作為流量范圍的下限流量,使其留有一定的裕量。若配有分段線性化功能的顯示儀,在傳感器流量下限值不能滿足實際最小流量時,應(yīng)要求生產(chǎn)廠在實際最小流量及其附近進行流量校驗,將測得的儀表系數(shù)輸入顯示儀,這樣就能既降低儀表的流量下限值,還能保持測量的精確度。3、精確度等級 對于儀表精確度等級的要求要慎重,應(yīng)該從經(jīng)濟角度來考慮,例如大口徑輸油(輸氣)管線的貿(mào)易結(jié)算儀表,經(jīng)濟上關(guān)系重大,在儀表上多投入是合算的。至于輸送量不大或作為過程控制用只需中等精度水平即可,切忌盲目追求高精度。本安型防爆傳感器適配安全柵型號及制造廠,核查防爆等級及批準(zhǔn)文號等。若要顯示質(zhì)量流量(或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量)要選配壓力、溫度傳感器或密度儀表。渦輪流量計顯示儀現(xiàn)已由以微處理器為基礎(chǔ)可與上位計算機進行通信的流量計計算機所包括,該儀表在儀表功能及使用范圍等都遠超過老式渦輪流量顯示儀。目前作為貿(mào)易計量的各類型流量計都趨向于配有直讀式顯示裝置。不但有總量計量的顯示,還可附加補償器(一臺功能齊全的流量計算機)輸出遠傳信號。4、對流體的要求 對流體的要求為潔凈(或基本潔凈)、單相或低粘度的,常用流體舉例如下:一般流體,包括水、空氣、氧氣、高壓氫氣、牛奶、咖啡等;石油化工類:汽油、輕油、噴氣燃料、輕柴油、石腦油、乙烯、聚乙烯、苯乙烯、液化氣、二氧化碳及天然氣;化學(xué)溶液類:氨水、甲醇、鹽水等;有機液體:酒精、苯、甲苯、二甲苯、丁二烯、四氯化碳、甲基胺、丙烯腈等;無機液:甲醛、酢酸、苛性鈉、二硫化碳等。對于腐蝕性介質(zhì),使用材質(zhì)選擇要注意,含雜質(zhì)多及磨蝕性介質(zhì)不推薦使用。5、對液體粘度的要求 液體渦輪流量計為粘度敏感的流量計,當(dāng)液體粘度增大時,儀表系數(shù)的線性區(qū)變窄,下限流量增大,當(dāng)粘度增加到一定數(shù)值時,甚至無線性區(qū)域。螺旋葉片的情況比直葉片要好的多。 對于液體,通常用水校驗傳感器,當(dāng)精度為0.5級時,可在5×10-6mm2/s以下的液體而不必考慮粘度的影響。當(dāng)流體粘度高于5×10-6mm2/s時,可用相當(dāng)粘度的液體校驗而不必作粘度修正。此外也可采取一些措施來補償粘度的影響。如縮小使用范圍度,提高流量下線值或儀表系數(shù)乘以雷諾數(shù)修正系數(shù)等。 粘度對儀表系數(shù)的影響與傳感器結(jié)構(gòu)類型及參數(shù)口徑大小等有關(guān)。有幾種粘度對儀表系數(shù)影響的表示方法:儀表系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系,在幾種粘度下,儀表系數(shù)與輸出頻率的關(guān)系和儀表系數(shù)與輸出頻率除以運動年度的比值的關(guān)系等等。這些資料有的生產(chǎn)廠準(zhǔn)備有,但并非所有的生產(chǎn)廠都有這些資料。6、對氣體密度的要求 氣體渦輪流量計主要考慮流體密度對儀表系數(shù)的影響,密度的影響主要在低流量區(qū)域,如圖14所示。密度的增大(即壓力增大)使特性曲線直線部分向下限流量區(qū)域拓展,傳感器的范圍度擴大,線性度改善。若氣體渦輪流量計在常壓的空氣中校驗使用時被測介質(zhì)工作壓力不一樣,其下限流量由下式計算qvmin,qvamin-分別為壓力p和壓力pa(101.325kPa)下被測介質(zhì)和空氣的體積流量下限值,m3/h;p,pa-分別為工作壓力(絕壓)和大氣壓(101.325kPa),kPa;d-被測介質(zhì)的相對密度,無量綱。7、體積流量換算到質(zhì)量流量 渦輪流量計測量的是實際體積流量,無論物料平衡或能源計量,介須測量介質(zhì)流量(即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量),這是應(yīng)由下式進行換算 式中 qv,qvn-分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量,m3/h;p,T,Z-分別為工作狀態(tài)下絕對壓力(Pa),熱力學(xué)溫度(K)和氣體壓縮系數(shù);pn,Tn,Zn-分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下絕對壓力(Pa),熱力學(xué)溫度(K)和氣體壓縮系數(shù);8、不宜選用渦輪流量計的場所含雜質(zhì)多的流體,如循環(huán)冷卻水、河水、排污水、燃油等;流量急劇變化的場所,如鍋爐供水系統(tǒng)、有空氣錘的供氣系統(tǒng)等;測量液體時,管道壓力不高而流量又較大,儀表下游側(cè)壓力可能接近飽和蒸汽壓,有產(chǎn)生氣穴的危險,如液氨從高位槽靠位能自由流出,在排放口處就不宜安裝;電焊機、電動機、有觸點的繼電器等的附近,存在嚴(yán)重電磁干擾的場所;上下游直管段長度嚴(yán)重不足,如輪船的機艙內(nèi);鍋爐自動供水系統(tǒng)如頻繁地起泵和停泵,對葉輪造成沖擊,使傳感器很快損壞;有腐蝕性或磨蝕性介質(zhì)選型時應(yīng)慎重,宜與制造廠聯(lián)系咨詢。9、經(jīng)濟性 選用渦輪流量計用于高精確度場合,其經(jīng)濟因素應(yīng)多方面考慮。儀表的購置費只是費用的一部分,還應(yīng)考慮以下幾方面的開支:安裝用輔助設(shè)備費(如消氣器、過濾器等)或旁路支管包括閥門等;校驗費,為了保持高精度必須經(jīng)常校驗,甚至在現(xiàn)場安裝一套在線校驗裝置,其費用相當(dāng)可觀;維護費,渦輪流量計的易損件更換用,他是保持高性能必需的。 高流速時,電磁流量計中的流體為湍流,且雷諾數(shù)越大,流體小尺寸結(jié)構(gòu)越小。但流體整體向前的流速不會因為湍流而減小,這樣的情況下可知電磁流量計流體中的非導(dǎo)電物體的尺寸更小。當(dāng)含水率不變,非導(dǎo)電物體物質(zhì)半徑變小后對電磁流量計的整體流速分布不變、對流量計的磁場分布影響較小。根據(jù)式(1)可知,電磁流量計中非導(dǎo)電物質(zhì)的半徑大小對流量計的權(quán)重函數(shù)是有影響的。 當(dāng)電磁流量計中心橫截面內(nèi)含有M(M=0,1,2.,-.)個油泡時傳感器的權(quán)重函數(shù)分布情況,本文算例設(shè)定M=3權(quán)重函數(shù)分布情況計算方式。圖1為電磁流量計傳感器截面內(nèi)存在3個球形油泡時的結(jié)構(gòu)模型圖。其中,x軸與y軸與圖1描述--致,圖1中只顯示了測量區(qū)域部分,測量區(qū)域流體中存在3個油泡。y正半軸、負(fù)半軸與管壁的交點是流量計的電極位置。 圖1中3個油泡相互不重疊,此時傳感器內(nèi)部感應(yīng)電勢仍滿足Laplace方程。為了對該問題進行求解,需建立2種坐標(biāo)系,一種是以傳感器中心為原點建立的二維直角坐標(biāo)系(x,y),另一種是以各個油泡中心為原點建立的M個二維極坐標(biāo)系(ri,θi)。首先在二維直角坐標(biāo)系下對該問題進行求解(本例M=3),求解感應(yīng)電勢方程時需借用一個輔助的格林函數(shù)G,G滿足Laplace方程且邊界條件 式中,R為電磁流量計半徑的長度值;მG/an為電勢在半徑方向上的導(dǎo)數(shù);δ(θ)為電勢G在流量計管壁處所滿足的條件,其值僅在電極表面處不為0。當(dāng)流體中存在油泡時,G表達式為 式中,R為測量管的半徑;x與y分別表示測量區(qū)域中的位置。 當(dāng)電磁流量計流體中存在3個油泡時,G=G+G1+G2+G3圖2顯示了流量計流體截面中存在3個不重疊的油泡時,流量計截面內(nèi)部權(quán)重函數(shù)wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發(fā)現(xiàn)油泡所在位置權(quán)重函數(shù)值是0。當(dāng)然,存在多個油泡分布在不同位置流體中時權(quán)重函數(shù)分布情況也可以用上述方法計算。 仿真實驗中,設(shè)定不同大小的非導(dǎo)電物質(zhì)對電磁流量計權(quán)重函數(shù)進行仿真,如圖3所示為不同大小非導(dǎo)電物質(zhì)對電磁流量計權(quán)重函數(shù)的影響。圖3中左邊的分別為權(quán)重函數(shù)分布圖,右邊分別為權(quán)重函數(shù)等勢圖,其中R單位為cm。從圖3中可見,當(dāng)電磁流量計中的非導(dǎo)電物質(zhì)半徑越來越小,對電磁流量計的權(quán)重函數(shù)的影響就越小。 為了更清楚地揭示電磁流量計的權(quán)重函數(shù)與流量計中非導(dǎo)電物質(zhì)半徑之間的關(guān)系,定義c為非導(dǎo)電物質(zhì)對流量計權(quán)重函數(shù)的影響的評價指標(biāo)式中,Wxy為含有油泡等非導(dǎo)電物質(zhì)時電磁流量計在測量區(qū)域坐標(biāo)(x,y)的權(quán)重函數(shù);Wxy0為電磁流量計不含非導(dǎo)電物質(zhì)時測量區(qū)域坐標(biāo)(x,y)的權(quán)重函數(shù);A為權(quán)重函數(shù)區(qū)域(測量區(qū)域)。 圖4為不同大小非導(dǎo)電物質(zhì)對流量計權(quán)重函數(shù)的影響分析圖。圖4中橫軸為非導(dǎo)電物質(zhì)半徑,縱軸為權(quán)重函數(shù)的影響因子c。從仿真結(jié)果可以看出流體中的非導(dǎo)電物質(zhì)半徑較小時,對電磁流量計的權(quán)重函數(shù)影響越小。在本例中,當(dāng)流體中非導(dǎo)電物質(zhì)小于0.02R時,對電磁流量計的權(quán)重函數(shù)分布幾乎沒有影響。智能電磁流量計離不開良好的顯示界面。我們采用128*64的圖形點陣液晶顯示模塊來顯示累積流量、瞬時流量等數(shù)據(jù)信息。液晶顯示模塊(LCM),是將液晶顯示器件、驅(qū)動及控制電路、以及溫度補償、驅(qū)動電源、背光等輔助電路組合在一起的一種相對獨立的顯示器件和設(shè)備。通常液晶顯示器件本身引線眾多,而且要將這些引線與驅(qū)動、控制等電路連接才能用于顯示信息,因此生產(chǎn)廠家在制造液晶顯示器件的同時,也將與之對應(yīng)的驅(qū)動、控制等電路做成PCB板,然后用壓框和導(dǎo)帶或?qū)щ娤鹉z將液晶顯示器件固定在PCB板上,從而組合形成液晶顯示模塊。圖3.10是我們采用的MSC.G12864DYSY-1W型液晶模塊的外部尺寸圖。 圖3.11MSC.G12864DYSY-1W型液晶模塊的結(jié)構(gòu)圖,由圖中可以看出電磁流量計液晶模塊集成了兩個KS0108B顯示驅(qū)動控制器和一個KS0107B顯示驅(qū)動器,兩個KS0108B分別控制左右兩個半屏(64x64)像素點的顯示,KS0107B作為64行的行驅(qū)動控制。德國VSEVS0.02流量計生產(chǎn)廠家熱式氣體質(zhì)量流量計是利用傳熱原理,即流動中的流體與熱源(流體中加熱的物質(zhì)或測量管外加熱體)之間熱量交換關(guān)系來測量流量的儀表,目前主要用于測量氣體。熱式流量儀表用得最多有兩類,一是利用流動流體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱傳導(dǎo)分布效應(yīng)的熱分布式流量計,曾稱量熱式TMF;另外--類是利用熱消散(冷卻)效應(yīng)的金氏定律TMF又由于結(jié)構(gòu)上檢測元件伸入測量管內(nèi),也稱插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量計算如下: 如圖所示,插入式熱式氣體質(zhì)量流量計由兩個電阻溫度計組成傳感器,一個測溫探頭,感受流體溫度T2另一個電阻溫度計由電路加熱到溫度T1用來測量流體帶走的熱量變化,亦稱測速探頭。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。當(dāng)流體流經(jīng)傳感器時,由于測速探頭的自身溫度T1高于測溫探頭感受的溫度即流體溫度T2,流體便帶走了測速探頭上的一部分熱量(高溫向低溫傳遞),使T1下降。電路為保持△T恒定,便增加對測速探頭的加熱功率,使△T=T1-T2恒定。流體帶走測速探頭.上多少熱量,電路便增加相應(yīng)數(shù)量的電功率,兩者之間存在著一個函數(shù)關(guān)系"。設(shè)對測速探頭的加熱功率為P1,流體的質(zhì)量流量為Q,則根據(jù)流體流過測速探頭時所帶走的熱量與對測速探頭的加熱功率相對應(yīng)的原理,得到下列關(guān)系式: 式(1)中,PocQ 因此,可以通過測量加熱功率P,來測量帶走這部分熱量的流體的質(zhì)量流量。由于帶走著部分熱量的是流體的分子,所以,測速探頭直接測量的是流體的質(zhì)量流速pv,此時,只要乘上管道的橫截面積,就可以得到流體的質(zhì)量流量了。由于氣體流過探頭時帶走熱量和氣體的質(zhì)量流量成比例關(guān)系,也和探頭間溫差有關(guān),流量越大,兩探頭之間溫差越小,氣體質(zhì)量流量與溫差之間的聯(lián)系通過質(zhì)量流速ρv建立"。 式中:Qm-質(zhì)量流量,kg/s; Kv-測量頭儀表系數(shù); a-速度分布系數(shù); B一阻塞系數(shù); x-干擾系數(shù); A-儀表表體(測量管道)的內(nèi)橫截面積,m² ρv一質(zhì)量流速,kg/(m²·S)。 基于_上述原理,對于大管徑的流量測量來說,雖無相應(yīng)的大管徑標(biāo)定裝置來對流量計進行標(biāo)定,但只要在標(biāo)準(zhǔn)口徑的標(biāo)定裝置.上測定相應(yīng)的質(zhì)量流速,也就可方便地測量出大管徑中流體的質(zhì)量流量了。 由熱式氣體質(zhì)量流量計中于兩個傳感器都是用性能穩(wěn)定的金屬鉑材料通過特殊工藝密封在316L不銹鋼管或抗酸、堿腐蝕的K2760哈氏合金或鉑套管中制成,因此極為堅固,并不會污染被測流體或受被測流體污染,且其抗腐蝕性能相當(dāng)好。
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