摘要：本文(wén)介紹了幾種冶(yě)金工業常用流(liú)量計 的原理結(jié)構及它們在選(xuǎn)型安裝和維護(hù)方面的應💯用,旨(zhǐ)在探讨工業生(shēng)産中如何合理(lǐ)選擇适用又經(jing)‼️濟的流量儀表(biao)㊙️。
1前言
　　在冶金工(gong)業生産中,會涉(she)及各類氣體蒸(zheng)汽和液體的流(liú)量測量,随着工(gōng)業自動化儀表(biǎo)的發展,流量計(ji)儀表不斷推陳(chén)出新。因此，合理(li)選擇測量方法(fa)及功⭐能特性經(jing)濟适用的流量(liàng)儀表是非常♊必(bi)要的。以下就幾(jǐ)種工業常用流(liu)🈲量測量方👣法計(jì)及儀表選型進(jin)行一些實用性(xìng)介紹。
2差壓式流(liú)量計
　　差壓式流(liu)量計 是目前工(gōng)業生産中測量(liang)氣體、蒸汽液體(tǐ)流量常用的一(yī)種儀表,也是發(fa)展較早,研究比(bi)較成熟及完善(shan)的測量儀表,目(mù)前相應品種在(zài)國際國内均已(yǐ)标準化。
2.1 差壓式(shi)流量計的組成(chéng)及原理
　　差壓式(shi)流量計主要包(bao)括兩部分:節流(liu)裝置和差.壓⭕計(ji)。常💔用節流🍉裝置(zhì)有标準孔闆标(biao)準噴嘴和文丘(qiū)利管等。其工作(zuò)原📧理是🏃‍♀️:在管👄道(dào)内部裝有孔闆(pǎn)噴嘴等✌️節流件(jian),當流體流經節(jie)流件時,流束産(chǎn)生局部收.縮,流(liu)速增加,靜壓力(lì)降👣低,節流件前(qian)後就會🔆産生靜(jìng)壓力差。根據能(neng)量守恒定律和(he)流動連續性方(fang)程的基本原理(lǐ),得出流體的流(liú)量與差壓的平(píng)方根成正比。所(suǒ)以通過測量流(liú)體差壓🐪,便可計(ji)算流體流量。
2.2差(cha)壓式流量計的(de)使用範圍及安(an)裝要求
2.2.1标準節(jie)流裝置的使用(yòng)範圍
　　據國家标(biao)準規定，标準節(jie)流裝置的流量(liàng)比應等于13,在個(ge)别情況下可取(qu)14,當流量比小于(yu)上述值時,測小(xiǎo)🌈流量時誤差将(jiang)增大。使用的節(jie)流裝置不同,适(shì)用的管道直徑(jìng)D直徑比和雷㊙️諾(nuò)數也不相同，均(jun1)有相應标💔準規(gui)定。
2.2.2.安裝要求
　　節(jiē)流裝置應安裝(zhuāng)在有恒定截面(mian)積的兩段圓形(xíng)管道之間。爲了(le)保證測量精度(dù),要求流束勻直(zhi)充分擴☀️散,且無(wu)旋渦,所🔞以安裝(zhuang)條件很重要。節(jie)流裝置的安裝(zhuāng)位置前後直🍓拉(la)段長度均應遵(zun)照規定執行。
2.2.3節(jie)流裝置的輔件(jian)要求
　　爲避免高(gāo)溫有腐蝕介質(zhì)對測量造成的(de)影響,當介😍質🏃🏻溫(wēn)度大✍️于🔴70℃時須附(fu)加冷凝器;當介(jie)質爲腐蝕性高(gao)粘度以凍結、以(yǐ)👄析出固體時須(xū)加隔離器。當介(jie)質爲氣體時須(xu)附加沉降器;當(dāng)介質爲液體🚶時(shi)須附加集氣器(qì)。
　　由于差壓式流(liu)量計具有測量(liàng)方法簡單沒有(yǒu)可動零件工作(zuò)可靠适應性強(qiáng),可不經實流标(biao)定而能保證一(yi)定的㊙️測量⭐精度(du)等一❓系列優點(diǎn),從而能廣泛應(ying)用于生産流程(chéng)中。但爲了保證(zhèng)好的使用效果(guǒ),應根據需要增(zēng)加冷凝器🌐、集氣(qì)器、沉降器和隔(ge)離器等輔件,維(wéi)護中要對節流(liu)件和🔅輔件定期(qi)檢查及時清除(chu)污垢。
3彎管流量(liang)計
　　彎管流量計(jì)是最近發展的(de)節能型差壓式(shi)流量測量系統(tǒng),目前廣泛應用(yong)于冶金化工熱(re)電制藥等部門(men)的液體氣體、蒸(zhēng)汽的測💋量,适用(yong)于各種工業現(xian)場,可作爲長期(qi)監測流量的測(ce)量⭐裝置。
3.1彎管流(liú)量計的組成及(jí)原理
　　彎管流量(liang)計主要由彎管(guǎn)傳感器二次表(biǎo)差壓變送🌏器及(jí)❗一些管道閥門(mén)組件組成。其工(gōng)作原理如圖1所(suo)示,當流體通過(guò)彎管🌐傳感器時(shi),由于流體受到(dào)傳感器的束❤️縛(fu),被迫作圓周圍(wéi)運動🏃🏻‍♂️(即強制旋(xuán)流),彎管與流體(ti)之間産生相互(hu)作用力。流體按(àn)照彎管的曲率(lü)作圓周運動産(chǎn)生離心力，該離(li)心力的💞大小與(yǔ)流體🍉的流速v密(mi)度ρ及所作圓周(zhōu)運動㊙️的曲率半(ban)徑R有關,其表現(xian)爲流體對傳感(gan)器的内外側形(xing)成壓力差δP,該壓(yā)力👄差的大小通(tong)過差壓變送器(qi)檢測轉化🥰爲4~20mA信(xìn)号,送入二次儀(yí)表,經标準電阻(zǔ)将電☁️流信号轉(zhuǎn)換成電壓信号(hào),通過80C552内部模拟(ni)開關和A/D轉換器(qi)轉換🌂成數字信(xìn)🌐号，然後進行必(bi)要的計算和邏(luo)輯分析,将結果(guǒ)分别送到顯示(shi)存儲輸出等單(dan)元。
 
3.2彎管流量計(ji)的特點及應用(yong)
　　彎管傳感器能(neng)測量φ25~1000mm管道中各(gè)種流體的流量(liàng)。其特點有以下(xia)幾種。
3.2.1彎管傳感(gan)器沒有任何插(chā)入件和感測件(jiàn),是沒有附加阻(zu)力損失的節能(neng)型流量傳感器(qi)。結構簡單,工作(zuò)可靠,節能降耗(hào)❓,節約運行費用(yòng),适合壓力低,大(dà)管徑,大流量的(de)流量💰測量系㊙️統(tǒng)使用。
3.2.2耐磨性能(néng)好,使用壽命長(zhang),傳感器使用壽(shou)命等同于所替(ti)代的标準彎頭(tóu)。長期運行管徑(jìng)的微小磨損對(duì)😄彎管傳感器的(de)㊙️測量精度影響(xiǎng)甚微。
3.2.3安裝方便(bian),免維護,傳感器(qì)采用直接焊接(jiē)的方法安裝在(zài)工藝管道上,簡(jian)便經濟,不會産(chǎn)生洩漏問題。
3.2.4适(shi)應性強,測量範(fan)圍寬,傳感器不(bú)受工作現場的(de)高⭕溫粉塵潮濕(shī)震動、電磁場等(deng)不利因素的影(yǐng)響，,可在任何複(fú)雜的環境中工(gōng)作🙇🏻。适用于中25~2000mm管(guǎn)道中,液體流速(sù)0.3~5m/s,蒸汽或氣體流(liu)速7~70m/s的🌈廣闊範圍(wéi)。
3.2.5傳感器對直管(guan)段的要求較低(di),隻要滿足前5D後(hou)2D就可以獲🔆得🌍足(zú)夠的測量精度(du)。
4電磁流量計
4.1電(diàn)磁流量計的測(cè)量原理
　　電磁流(liu)量計 的測量原(yuan)理基于法拉第(di)電磁感應定律(lü),如圖2所示，即導(dao)電🏃液體💚在磁場(chǎng)中作切割磁力(li)線運動時,導體(tǐ)中産生感應電(dian)壓U,其☂️感應💃🏻電壓(ya)信号通過兩個(gè)與流體直接接(jie)觸的電極檢出(chū),并通過電纜傳(chuan)送至放大器,然(ran)後轉換成統一(yī)㊙️輸出信号。
 
4.2電磁(cí)流量計的特點(dian)及應用
　　電磁流(liú)量計發展至今(jīn)在關鍵性技術(shù)上有了較大🛀突(tu)破,主要特點體(ti)現在以下方面(miàn)。
4.2.1将50Hz交流勵磁改(gǎi)進爲低頻矩形(xing)波勵磁,大大消(xiao)除了工頻🌐及現(xiàn)場各種雜散電(dian)磁場幹擾的影(yǐng)響,可免去原來(lái)⛷️的要㊙️求的電極(jí)引線嚴格接地(dì)的條件,工作2穩(wen)定可靠。
4.2.2電極安(an)裝的密封技術(shu)和勵磁線圈的(de)防潮技術有☀️了(le)可靠😘保💞證避免(miǎn)因滲漏和受潮(chao)而造成儀表損(sun).壞。
4.2.3接觸被測介(jie)質的隻有襯裏(li)和電極,可達到(dao)良好的耐腐蝕(shí)🏃🏻性和耐磨性,因(yin)此可測量各種(zhong)強酸強堿化工(gōng)溶👉液。
4.2.4電磁流量(liang)計測量管内無(wu)阻流及活動部(bù)件,不會造成額(é)外的能量損失(shī),也不會堵塞,節(jie)能效果顯著。但(dan)🔆要求被測介質(zhi)是導電性的液(ye)體或液固相介(jie)質,因此一般的(de)自來🆚水各種酸(suan)堿鹽溶液污水(shuǐ)泥漿礦漿🈲紙漿(jiang)等都可以用電(diàn)磁流量計🐇測量(liàng),而非導電的介(jie)💘質如酒精純‼️丙(bǐng)酮汽油等油類(lèi)物質不能用電(diàn)磁流👨‍❤️‍👨量計測量(liàng)。
4.2.5安裝要求低,前(qian)置直管段隻要(yào)5D,後置直管段爲(wèi)2D(D爲所選管‼️道的(de)内🐅直徑)。
4.2.6測量精(jīng)度高，能達到測(cè)量值的±0.2%,而且可(ke)測正/反二個方(fang)向的流量。
4.2.7量程(cheng)比大,最大爲15001,能(néng)夠較好、全面.地(dì)追蹤流量,正确(que)地測量🔞夜間小(xiǎo)流量。
4.2.8具有良好(hao)互換性,傳感器(qì)轉換器可以互(hu)換,不必重新進(jìn)行🏃🏻實流标定就(jiù)可達到精度。由(you)于具有以上一(yī)系列優點,電磁(cí)流量計工業生(shēng)産中得到非常(chang)廣泛🐅的應用,成(chéng)爲導電液體流(liu)量測量的首☔選(xuǎn)儀表。
5.渦街流量(liàng)計
5.1渦街流量計(ji)的測量原理
　　渦(wō)街流量計 工作(zuò)原理以卡曼渦(wo)街爲基礎,當流(liú)體流經非流線(xiàn)‼️型檔🔞體時,在檔(dàng)體兩側交替産(chǎn)生旋渦信号。當(dāng)雷諾數大于一(yi)❤️定值時，旋渦的(de)雷諾數與平均(jun)流量成正比,因(yin)而也與流量成(chéng)正比。有旋渦引(yin)起的交替壓力(li)😍變化,通過發生(sheng)體側孔傳遞給(gei)差動電容傳感(gǎn)器,差動電容傳(chuan)感器檢測到這(zhè)些壓力脈沖📐并(bing)轉換成電💃信号(hao),前置放大器将(jiāng)這些正弦信号(hào)處理成爲🤞與流(liu)量成正比.的方(fāng)波💁脈沖輸出。
5.2渦(wo)街流量計的技(jì)術特點與應用(yong)
5.2.1具有高的測量(liàng)精度,電子信号(hào)變換器采用微(wēi)處理器控制技(jì)術,配合精度高(gao)的信号處理方(fāng)法,使得測量系(xì)統能夠達到較(jiao)高的精度。
5.2.2具有(you)較寬的測量範(fàn)圍,量程比可達(da)130。
5.2.3較寬的溫度使(shǐ)用範圍,流體溫(wēn)度範圍爲.50℃~+400℃;環境(jing)溫度範👌圍爲-30℃~+80℃.
5.2.4增(zēng)強的抗震動性(xìng)能,采用差動電(dian)容傳感器，抗震(zhen)動性能好🏃‍♂️,達到(dào)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼1g。
5.2.5高可靠性,無運(yùn)動部件,無機械(xiè)磨損,無須機械(xie)維修👈,電路🧑🏾‍🤝‍🧑🏼元件(jian)采用表面貼裝(zhuang)工藝,結構緊湊(còu),可靠性高。
基于(yú)以.上特點,渦街(jiē)流量計可方便(bian)地實現液體、氣(qì)體和蒸汽的🐆質(zhi)量流量的測量(liàng),并能适應工業(yè)上較髒的煤氣(qì)流量的測量。
6.超(chāo)聲波流量計
6.1超(chāo)聲波流量計的(de)測量原理
　　超聲(shēng)波流量計 利用(yòng)聲波在流動介(jiè)質中傳播時，其(qí)方向與介質運(yùn)動方😄向相同🔞時(shi)傳播速度加快(kuài),相反時傳播速(su)度減低的這一(yī)特性，通過測出(chū)這個速度差從(cóng)而求出管道内(nei)相應的流量。測(cè)量速度差🔱的方(fāng)法常采用時差(chà)法相差法。
6.2超聲(sheng)波流量計的特(te)點及應用
　　與其(qí)它類型流量計(ji)相比,其優點有(you):可以實現非接(jiē)觸測量，對測量(liang)管道無插入零(ling)件,沒有流體附(fu)加阻力,不受介(jiè)質粘🔞度導✉️電性(xìng)和腐蝕性影響(xiang),測量方式爲線(xiàn)性特性,易于實(shí)現數字化輸出(chu)及流量的積算(suàn)。其主要缺點有(you):精度不太高,約(yuē)±1%,另外溫度對聲(shēng)波影響較大，故(gu)一般不适于溫(wēn)度波動大,介♋質(zhì)物理特性變化(huà)大的流體測量(liàng),其次也不适于(yú)小流速小管徑(jìng)的流量測量,因(yin)爲這時相對誤(wu)差将增加。
7結束(shù)語
　　在冶金工業(yè)生産中,需要根(gen)據現場環境被(bèi)測介質特性及(ji)實用性等方面(miàn)合理選擇流量(liàng)儀表,應用合理(lǐ)則能達到預期(qi)的🐪測量精度,反(fan)之則不能取得(dé)好的效果,甚至(zhì)會很差。另外,正(zhèng)确的使用和維(wei)護方法也是良(liang)好測量效果的(de)保證。

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