近(jin)年來,國(guo)内外流(liu)量儀表(biao) 總的發(fa)展趨勢(shi)有以下(xia)幾個特(te)點:`
1.由于(yú)經典式(shi)的節流(liú)儀表(孔(kong)闆、噴嘴(zuǐ)、文丘利(lì)管)在現(xiàn)場使用(yong)中暴露(lù)出不少(shao)缺點,它(ta)保持已(yǐ)久的壟(lǒng)斷地位(wei)已經消(xiāo)失,但仍(réng)占有較(jiao)大的比(bi)童。
2.新型(xing)儀表(渦(wō)街、電磁(ci)、超聲)日(ri)益成熟(shu),在現場(chang)應用中(zhong)的比重(zhong)逐漸增(zēng)大。
3、爲提(tí)高流量(liàng)測量的(de)準确度(du),适應經(jīng)濟核算(suàn)的要求(qiu),各種間(jiān)接補償(chang)及直接(jie)的質量(liàng)流量計(jì)不斷出(chū)現。
4.微電(dian)子技術(shù)已滲透(tòu)到流量(liang)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(dai)化、大型(xing)化要求(qiú)流量儀(yi)表的結(jie)構力求(qiú)✏️簡單、壓(ya)損力求(qiú)減小,各(ge)種插入(rù)式流量(liàng)儀表應(yīng)運而生(shēng),發展迅(xun)速。
一、孔(kǒng)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(ji)工況寬(kuan)闊,特别(bié)是長期(qī)以來積(jī)累了📱大(dà)量的設(shè)計、制造(zao)、使用的(de)經驗數(shù)據,國内(nei)外均已(yi)制定了(le)标準,即(ji)使不進(jìn)行實際(jì)校驗,也(ye)可确定(ding)流量系(xì)數,因‼️而(er)爲設計(ji)、使用部(bù)門廣泛(fàn)采用,幾(jǐ)乎占現(xiàn)場使用(yong)流量儀(yi)🔴表的80%左(zuo)右,但在(zài)使用中(zhong)也暴露(lù)出不多(duo)缺點,如(ru):
1.壓損太(tài)大。孔闆(pǎn)的不可(ke)恢複壓(ya)損約占(zhàn)輸出差(chà)壓的50腸(chang)~90呱。一台(tái)用👄于中(zhōng)30。口徑蒸(zheng)汽管道(dao)上的孔(kong)闆,由于(yu)壓💞損可(kě)使年運(yun)行費達(da)⁉️上萬人(rén)民币。
2.特(te)性受幾(jǐ)何尺寸(cun)的影響(xiǎng)較大。由(yóu)于流體(ti)的沖刷(shua)、腐蝕👨‍❤️‍👨以(yǐ)及油污(wu)的粘附(fu),孔闆銳(ruì)邊的流(liú)量系數(shù)有可能(neng)偏離⁉️設(she)計值約(yuē)10%。缺乏維(wei)修而又(yòu)長期使(shǐ)用的孔(kǒng)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(kǒu)徑管道(dào)的孔闆(pǎn)來說尤(you)爲💚突出(chū)。
4.輸出差(cha)壓與流(liú)量呈非(fēi)線性關(guan)系,量程(chéng)比僅爲(wèi)3：1。
　　爲适應(yīng)自動化(huà)對流量(liang)儀表提(tí)出的各(gè)種要求(qiú),在不斷(duàn)出現各(gè)🙇🏻種⭐新型(xing)儀表的(de)同時,孔(kong)闆也在(zài)不斷改(gai)善中。例(lì)如,爲擴(kuo)大❄️量程(chéng),它本👈質(zhi)上仍是(shì)節流儀(yi)表,但孔(kong)徑可随(sui)流量值(zhi)的大小(xiǎo)自行改(gai)變,從而(ér)使輸出(chū)差壓與(yu)流量成(cheng)線性關(guan)系。該儀(yi)表的量(liàng)程比可(kě)達100：1,準确(què)度爲土(tu)1%,并可用(yong)水标定(dìng)後用于(yu)蒸汽管(guan)道🧑🏽‍🤝‍🧑🏻上。
二(èr)、渦街、電(diàn)磁等新(xin)型流量(liàng)儀聲的(de)應用領(lǐng)域不斷(duan)增大
　　 渦(wo)街流量(liàng)計 的原(yuán)理是:當(dang)流體流(liu)過非線(xian)性物體(ti)時将在(zài)其後産(chan)生♌周💚期(qi)性🈲的‼️旋(xuán)渦脫落(luo),脫落的(de)頻率與(yǔ)流速成(cheng)正比,因(yīn)此,隻要(yao)測出頻(pin)率㊙️的大(dà)小即可(ke)推算出(chu)流量值(zhí)。
　　渦街流(liu)量計自(zi)七十年(nián)代問世(shì)以來發(fā)展迅速(su),目前📐國(guo)内🌐外已(yi)有十多(duō)利`産品(pǐn)。其主要(yào)優點是(shi):輸出量(liang)與流量(liàng)成線性(xìng)關⭕系,量(liàng)程比可(ke)達10:1;輸出(chū)量爲脈(mo)沖信号(hao),便于遠(yuǎn)傳、數據(jù)處理及(ji)與計算(suan)機聯機(jī);輸出量(liàng)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(jiàn),便于維(wei)護,工作(zuo)可靠。
　　雖(suī)然渦街(jiē)流量計(jì)有以上(shang)突出的(de)優點,但(dan)在現場(chǎng)應用中(zhong)尚未達(da)到預期(qī)的目的(de)。可能是(shi)由于管(guan)内的流(liú)速分布(bu)對它的(de)工作🌐影(ying)響較大(da),特别是(shi)渦街的(de)形成還(hai)有随🥰機(ji)的不穩(wěn)定現象(xiàng),降低🐆了(le)流量總(zong)量的準(zhun)确度。其(qí)次是它(ta)不适用(yong)于測粘(zhān)度太大(dà)的流體(ti)以及采(cai)用某些(xiē)檢測方(fang)法時輸(shu)出信号(hao)靈敏度(dù)有衰減(jiǎn)的現象(xiàng)。因此,渦(wo)街流量(liàng)計的研(yan)究主要(yào)有三個(ge)方面:
(l)研(yán)究産生(sheng)穩定、強(qiáng)烈的旋(xuan)渦發生(shēng)體。目前(qián)發生體(ti)主要爲(wèi)柱狀,從(cóng)斷面來(lai)看有圓(yuan)、三角、梯(ti)形、矩形(xing)以及各(gè)種複合(hé)形狀。針(zhēn)對二維(wéi)柱體在(zài)三維圓(yuan)管流可(ke)能産生(sheng)随機不(bú)穩定現(xian)象,日本(běn)的高本(běn)正樹近(jìn)年曾提(tí)出過采(cǎi)用一🏃🏻‍♂️種(zhong)環形旋(xuán)渦發生(sheng)體🔆(見圖(tu)1),并進行(hang)了一些(xiē)試驗。他(ta)認爲當(dang)環厚W爲(wèi)環平均(jun)直徑d的(de)1/6時,可産(chǎn)生穩定(dìng)的渦街(jie)。當然,這(zhe)種環狀(zhuang)渦街流(liú)量計進(jìn)入實用(yòng)尚🌐有不(bu)少間❗題(ti)有待解(jiě)決,如環(huan)狀發生(sheng)👣體的支(zhi)承、渦街(jie)頻💘率的(de)檢測等(děng)。

(2)研(yán)究檢測(cè)渦街頻(pin)率的方(fang)法。檢測(cè)頻率的(de)方法很(hen)多☎️,如:熱(re)絲、熱敏(mǐn)、超聲、電(diàn)磁、應變(biàn)、擴散矽(xi)、電容、壓(yā)電等。早(zao)期的⚽熱(rè)絲☎️、熱敏(min)方法靈(ling)敏🔞度雖(suī)然較高(gāo),但由于(yú)檢測元(yuan)件暴露(lù)在流㊙️體(tǐ)之中㊙️,易(yi)受污🐅染(ran)而導緻(zhì)靈敏度(dù)下降,允(yun)許承受(shou)的溫度(dù)也較低(dī),近年來(lai)不少廠(chang)家将壓(ya)電或擴(kuò)散矽封(feng)裝在渦(wō)街發生(shēng)體内或(huo)管道外(wài)的檢🈲測(ce)杆上,使(shi)渦㊙️街流(liu)量計的(de)溫度上(shang)限提高(gao)到300℃,抗污(wu)染能力(li)也大有(yǒu)提高,擴(kuò)大了儀(yi)表的應(yīng)用領域(yù)。
(3)研究頻(pín)率的信(xìn)息處理(lǐ)。在信息(xī)處理上(shang)采取一(yi)些措施(shi)可以💃🏻提(ti)高頻率(lǜ)檢測的(de)穩定性(xing),降低低(di)頻波動(dong)的噪聲(shēng)源等,以(yǐ)彌補流(liu)體振蕩(dang)信息之(zhī)不足。其(qi)次,爲提(tí)高流量(liang)測量的(de)精确度(du)🔴,除了渦(wo)街頻率(lǜ)信息外(wài),還可引(yin)入溫度(du)❌、壓力檢(jiǎn)測信息(xī)組成質(zhì)量流量(liàng)計。微型(xíng)機的普(pu)及、推廣(guang)和成本(ben)不斷下(xià)降,也爲(wei)渦街流(liú)量計的(de)🏃‍♀️智能化(huà)辟開了(le)廣闊的(de)前景。
2.電(dian)磁流量(liàng)計
　　 電磁(ci)流量計(ji) 也是一(yī)種很有(yǒu)前途的(de)流量儀(yí)表。由于(yú)儀表中(zhōng)沒有任(rèn)何障礙(ài)物,特别(bie)适用于(yu)測含有(you)固相物(wù)的液體(tǐ)流量,如(ru)污水、紙(zhǐ)漿、礦漿(jiāng)等。近年(nian)來,歐、美(měi)、日等先(xiān)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(jiā),特别在(zài)以下幾(jǐ)✨個方面(miàn)有了較(jiào)大的發(fā)展:
(l)擴大(da)了流體(tǐ)的應用(yòng)範圍。限(xiàn)制使用(yòng)電磁流(liú)量計的(de)主要因(yīn)👌素是流(liu)體導電(dian)率,其下(xià)限爲50微(wēi)姆歐/厘(lí)米。1984年國(guó)外推出(chu)了高靈(líng)敏🌍度的(de)電磁流(liu)量計,流(liú)體的導(dao)電率可(kě)低至1微(wei)姆🐉歐/厘(lí)米,儀表(biao)口徑爲(wèi)裏⛷️~4英寸(cùn)。
(2)增加了(le)抗幹擾(rǎo)能力。過(guò)去,電磁(cí)流量計(ji)勵磁采(cai)用50Hz交流(liú)電,電源(yuán)雖🐕簡單(dān),但易受(shou)市電幹(gàn)擾,零漂(piāo)較嚴重(zhòng)。現🌏在采(cai)用了鍵(jian)控開關(guan)電路,低(dī)頻方波(bo)勵磁,排(pai)除了幹(gan)擾,減少(shao)了零漂(piao),儀表準(zhǔn)确度從(cóng)1.5級提高(gao)到0.5級。
(3)非(fei)接觸電(dian)極。傳統(tong)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(shi),電極裸(luǒ)露部份(fen)易被腐(fu)蝕或污(wu)損。一種(zhong)電容禍(huo)合電極(jí)的電🔱磁(cí)流量計(ji),口徑中(zhōng)65至中🌈500,在(zài)管道内(nei)不再有(you)裸露部(bù)分,克服(fu)💃🏻了被腐(fu)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(yún)的,因此(ci),采用非(fēi)均勻磁(cí)⛱️場可以(yǐ)有效地(di)利用磁(ci)場強度(du),從而使(shi)電磁流(liu)量計💃🏻的(de)口徑進(jin)一步微(wei)型化。
三(sān)、插入式(shi)流量儀(yí)表發展(zhan)迅速
　　流(liú)量儀表(biǎo)的體積(ji)與重量(liàng)是随口(kǒu)徑成立(lì)方增長(zhǎng)的,如✨果(guo)按⭐比😘例(lì)放大結(jie)構,将使(shi)大口徑(jing)流量僅(jǐn)表顯得(de)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(guan)緊要,而(ér)當口👌徑(jing)(如孔闆(pan))增大時(shi),其壓損(sun)折合年(nián)運行費(fèi)将大得(dé)難以爲(wèi)人們所(suo)接受。因(yin)此,大口(kǒu)徑流量(liang)🤞儀表應(ying)具有🈲結(jié)構簡單(dān)、壓損較(jiao)小的特(te)🐕點,按此(cǐ)要求,插(cha)入式流(liu)量儀🎯表(biao)用于大(dà)口徑流(liú)量測量(liàng)較爲适(shi)宜。
　　插入(ru)式流量(liang)儀表是(shi)一種以(yi)插入式(shi)安裝形(xíng)式爲特(te)征的儀(yí)表,如插(chā)入式渦(wo)輪、 插入(rù)式渦街(jie)流量計(jì) 、 插入式(shi)電磁流(liu)量計 以(yi)及皮托(tuō)管、皮托(tuo)文丘利(lì)管等等(děng)。這些插(cha)入式流(liú)量儀表(biao)一般指(zhǐ)♋測管道(dào)内某一(yī)點流速(su)以推算(suàn)流量的(de)儀表。這(zhe)種😘測量(liang)♻️方法對(duì)直管道(dào)長度有(you)較高的(de)要求,而(er)現場中(zhōng)的流速(sù)分布不(bu)可能🐅那(na)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(que)度很難(nan)超過±3%。
爲(wèi)提高插(cha)入式流(liu)量儀表(biǎo)的準确(què)度,有人(ren)提出了(le)這🤩樣的(de)🚩設想🎯:安(ān)裝仍保(bǎo)持方便(biàn)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(zhong)流速分(fèn)布的變(biàn)化。

　　近年(nián)來,一種(zhǒng)雙槳反(fan)向插入(ru)式渦輪(lún)流量計(jì)(見圖3),它(ta)其有二(èr)個槳📱葉(yè),旋轉方(fāng)向相反(fǎn),沿管道(dào)直徑方(fang)向插入(ru)。測♋試表(biao)明它⛱️可(ke)以在較(jiao)寬的範(fan)圍内适(shì)應流速(sù)分布的(de)變化,即(jí)使是較(jiào)惡劣的(de)流場下(xià),如在緊(jin)接900彎頭(tóu)不到ZD的(de)地方安(ān)裝流量(liang)計,仍可(ke)☀️保持較(jiào)高準确(que)度。與單(dān)槳葉插(chā)入😄式渦(wō)輪流量(liàng)計比較(jiao),準确度(du)可提高(gao)約三倍(bei)。

　　提高插(cha)入式流(liu)量計準(zhun)确度的(de)另一途(tú)徑是通(tong)過檢測(cè)頭的🐆微(wei)型化來(lái)減小對(dui)流場的(de)幹擾。插(chā)入式渦(wo)輪流量(liàng)計檢測(ce)頭直徑(jing)不到🤩2英(ying)寸,這種(zhong)儀表還(hai)有一個(gè)定位機(ji)構以保(bao)㊙️證安裝(zhuāng)時葉輪(lun)的軸線(xian)與管道(dào)軸線🍓相(xiàng)平行;插(cha)🔞入式電(dian)磁流量(liàng)計的檢(jian)測頭直(zhi)徑僅l英(yīng)寸,可用(yong)于在4、60英(ying)🔞寸管道(dao)上測流(liú)量。除此(cǐ)而外,有(you)些儀表(biao)還附屬(shu)了一些(xie)機構,使(shi)儀表功(gong)能更趨(qū)完善,如(rú)插入式(shi)電磁流(liú)量計,具(ju)有檢測(ce)流量變(bian)化㊙️範圍(wei)的數字(zi)開🏃‍♀️關以(yǐ)及監測(cè)管道中(zhōng)流動情(qíng)況的信(xìn)号開關(guān)和低流(liú)☎️量開關(guan)。

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