變面(mian)積孔闆流(liu)量計
是一(yi)種新型
差(cha)壓式流量(liang)計
，範圍度(du)寬，可測範(fan)圍100：1，測量精(jing)度高，精确(que)度土1%，尤其(qi)适蒸汽計(ji)量使用。
概(gai)述
傳統的(de)孔闆流量(liang)計
最大的(de)不足是在(zai)被測流量(liang)相對于滿(man)量程流量(liang)較小時，差(cha)壓信号很(hen)小，這一缺(que)點大大影(ying)響其測量(liang)的🆚範圍度(du)和精度。校(xiao)準證書中(zhong)一般是按(an)校準的等(deng)級來劃分(fen)。比如壓力(li)校準标準(zhun)。變面積可(ke)變壓頭孔(kong)闆流量計(ji)，由于突出(chu)的優點，使(shi)得在測量(liang)範圍度要(yao)求大、測量(liang)精确度要(yao)求高、振🙇🏻動(dong)較明顯等(deng)場合得到(dao)了一般應(ying)用。典型産(chan)品有英國(guo)斯派莎克(ke)的GLLFLO等。
變面(mian)積孔闆流(liu)量計工作(zuo)原理
線性(xing)孔闆又稱(cheng)彈性加載(zai)可變面積(ji)可變壓頭(tou)孔闆，曲面(mian)圓錐✂️體在(zai)彈簧力的(de)作用下來(lai)回移動，其(qi)流通面積(ji)随流量大(da)小而自動(dong)變化，使輸(shu)出信号(差(cha)壓)與👨❤️👨流量(liang)成線性關(guan)系，其結構(gou)如圖1所示(shi)。
在孔闆流(liu)量計中，當(dang)流體流過(guo)開孔面積(ji)爲A的孔闆(pan)時，流量創(chuang)❌。孔闆前後(hou)産生的差(cha)壓之間有(you)如下關系(xi):
在圖1所示(shi)的變而積(ji)孔闆流量(liang)計中，于孔(kong)闆處插入(ru)💃🏻一個紡☁️錘(chui)形錐體，由(you)差壓引起(qi)的活塞一(yi)彈簧組件(jian)❌的壓縮量(liang)(活塞的移(yi)動1離🔞)爲X，則(ze)：
由式可知(zhi)，流量與差(cha)壓成線性(xing)關系，所以(yi)取出差壓(ya)信号即可(ke)得到流量(liang)。
3.變面積孔(kong)闆流量計(ji)特點
3.1.範圍(wei)度寬
變面(mian)積孔闆流(liu)量計的差(cha)旅信号’。流(liu)星成線性(xing)關系，可測(ce)範圍爲l00:1，因(yin)此，對于流(liu)量變化大(da)的測量對(dui)象，一台流(liu)👌量計就可(ke)解決，能适(shi)應蒸汽、燃(ran)油測量的(de)日夜✏️及冬(dong)夏季負荷(he)㊙️變化。
3.2.精度(du)高
流量計(ji)出前逐台(tai)經過水标(biao)定，并進行(hang)多項補償(chang)最大比例(li)偏差爲士(shi)1%
3.3.直管段要(yao)求低
由于(yu)孔闆的變(bian)面積設計(ji)，使其成爲(wei)在高雷諾(nuo)數條件🐇下(xia)工作的測(ce)量機構，可(ke)在緊靠彎(wan)管、一三通(tong)下遊的部(bu)位進行測(ce)量(爲了保(bao)證測量精(jing)度，制造還(hai)是要求上(shang)遊直管段(duan)≥6倍管徑，下(xia)遊直🙇🏻管段(duan)≥3倍管徑)。
3.4.耐(nai)振性好
在(zai)振動較大(da)的惡劣場(chang)所，人們總(zong)是抱怨振(zhen)動對準确(que)的影響，變(bian)面積孔闆(pan)則和一般(ban)的孔闆計(ji)量一樣是(shi)有很好的(de)抗振動性(xing)能，以保證(zheng)計一量準(zhun)确。計量檢(jian)測率是指(zhi)檢測器具(ju)💚的數量跟(gen)公司🐕所有(you)器具的比(bi)例。
4.保證測(ce)量精度的(de)措施
4.1.逐台(tai)用水标定(ding)
從式2和3可(ke)知，隻要線(xian)性孔闆，f,的(de)彈簧線性(xing)好，而且活(huo)塞被加🏃♂️仁(ren)成🛀理想形(xing)狀，使得流(liu)通面積A與(yu)位移X的1/2次(ci)方成線性(xing)關系🌂，就能(neng)使片壓與(yu)流量之間(jian)的線性關(guan)系成立。由(you)于活🔴塞的(de)曲面加工(gong)可能會存(cun)在偏差，采(cai)用了逐台(tai)💜标定的方(fang)法消除影(ying)響。逐台标(biao)定是以水(shui)🛀爲介質，不(bu)同💃G徑均選(xuan)擇14個标定(ding)點，其中💚流(liu)量較小時(shi)，标定點排(pai)得較密，圖(tu)2所示爲一(yi)台DN200變面積(ji)子版流量(liang)計的标定(ding)曲線，(1英寸(cun)水柱一249.0889Pa)。
利(li)用标定數(shu)據對變面(mian)積孔闆流(liu)量計的非(fei)線性偏差(cha)進行校正(zheng)還需借助(zhu)于流量二(er)次表。具體(ti)做法是将(jiang)标定數據(ju)寫入二次(ci)表中的折(she)線表，然後(hou)二次表🈲根(gen)據輸入的(de)差❄️壓信号(hao)(電流值)用(yong)杳表和線(xian)性内插的(de)方法求🍉得(de)水流量值(zhi)9mn。得到水流(liu)量值還不(bu)是最終🌍目(mu)的，因爲被(bei)測流體不(bu)一定是水(shui)，當被⭕測流(liu)體爲其🌈他(ta)液體時，用(yong)式進行密(mi)度校正。
4.2.雷(lei)諾數校正(zheng)
孔闆流量(liang)計的流量(liang)系數同雷(lei)諾數之問(wen)有确定的(de)函數關系(xi)，當質量流(liu)量變化時(shi)，雷諾數成(cheng)正比變化(hua)，因而引起(qi)流量系數(shu)的變化。在(zai)變面積孔(kong)闆流量計(ji)中，采用較(jiao)簡單的經(jing)驗公式進(jin)行雷諾🙇♀️數(shu)校正。
但若(ruo)計算結果(guo)大于m值時(shi)，則取kre=m。n和m數(shu)值同于孔(kong)闆的口⭐徑(jing)DN有關🥰，己經(jing)固化在制(zhi)造商提供(gong)的流量二(er)次表内。
3.溫(wen)度影響及(ji)其校正
溫(wen)度影響變(bian)面積孔闆(pan)流量計使(shi)之産生偏(pian)差主要通(tong)過三條途(tu)🌈徑:
a.流體溫(wen)度變化引(yin)起流體密(mi)度變化、從(cong)而導緻差(cha)壓與👉流量(liang)🧑🏾🤝🧑🏼之間的關(guan)系變化。
b.流(liu)體溫度變(bian)化引起管(guan)道内徑、孔(kong)闆開孔直(zhi)徑以及📱活(huo)塞幾🆚何☀️尺(chi)寸的變化(hua)，溫度升高(gao)，環隙面積(ji)增大，導緻(zhi)流量計示(shi)值有偏低(di)趨勢。
c.流體(ti)溫度變化(hua)，變面積孔(kong)闆流量計(ji)中的承載(zai)彈簧溫度(du)相應🈚變化(hua)，引起式2中(zhong)的彈性常(chang)數K2發生變(bian)化。溫度升(sheng)高，K2減小，活(huo)塞位移x增(zeng)大。
上述三(san)條途徑對(dui)流量示值(zhi)的影響都(dou)可以進行(hang)校🐪正，其中(zhong)途徑⭐а。可由(you)下式10中的(de)流體密度(du)進行補償(chang)。在🐪線性孔(kong)闆用來測(ce)量蒸汽流(liu)量時，流體(ti)溫度作爲(wei)自變量，參(can)與查蒸🈲汽(qi)密度表。從(cong)而可由二(er)次表自動(dong)進行此項(xiang)補償。
上述(shu)途徑b和c流(liu)量示值的(de)影響關系(xi)較複雜，在(zai)變面積孔(kong)闆流量‼️計(ji)中，采用式(shi)8所示的經(jing)驗公式進(jin)行校❌正:
此(ci)項校正也(ye)是在流量(liang)二次表中(zhong)完成的，其(qi)中t爲來自(zi)溫度傳感(gan)器(變送器(qi))的流體溫(wen)度信号。
可(ke)膨脹性校(xiao)正也在流(liu)量二次表(biao)中完成，由(you)二次表進(jin)🔴行在線😄計(ji)算。
4.5蒸汽質(zhi)量流量的(de)計算
用變(bian)面積孔闆(pan)型流量計(ji)測量蒸汽(qi)流量時，蒸(zheng)汽質量流(liu)量在二🙇🏻次(ci)表中由式(shi)10計算得到(dao)：
5.安裝和使(shi)用
變(bian)面積孔闆(pan)型流量計(ji)的安裝如(ru)圖3所示。
①水(shui)平度要求(qiu)
線性孔闆(pan)應安裝在(zai)水平管道(dao)上，其原因(yin)是線性孔(kong)闆♈内部的(de)🚩紡錘形活(huo)塞及承載(zai)彈簧都有(you)一定的重(zhong)量，如🙇🏻果管(guan)道傾♊斜此(ci)重力勢必(bi)引起輸出(chu)差壓信号(hao)📐的漂移。
②引(yin)壓管的引(yin)向如圖Z-所(suo)示。如果線(xian)性孔闆安(an)裝位置很(hen)高，考慮維(wei)☂️修的方便(bian)，可以将差(cha)壓變送器(qi)安裝在維(wei)修人員便(bian)于接近的(de)位置，但應(ying)按儀表安(an)裝規程保(bao)證引⭐壓管(guan)的坡度，确(que)💋保引壓管(guan)内充滿冷(leng)凝水，以利(li)差壓信☂️号(hao)的不失真(zhen)傳遞。
③用變(bian)面積孔闆(pan)流量計測(ce)量減溫減(jian)壓器前(或(huo)後)蒸🥵汽流(liu)量時⭐，安裝(zhuang)部位應盡(jin)量遠離減(jian)溫減壓器(qi)設備😍，因爲(wei)㊙️減溫減壓(ya)器振動都(dou)較大，更重(zhong)要的是減(jian)溫減壓過(guo)程引起的(de)流動脈動(dong)容易引起(qi)流🎯量示值(zhi)升高，遠離(li)脈動源可(ke)因脈動幅(fu)值的衰減(jian)而減小影(ying)響。但總的(de)來說，相同(tong)的脈動條(tiao)件對變面(mian)積🌈孔闆流(liu)量計的影(ying)響要比标(biao)準孔闆小(xiao)得多，這是(shi)因爲變面(mian)積孔闆流(liu)量計的變(bian)截面特性(xing)，使得流過(guo)節流部位(wei)的流速比(bi)标準孔闆(pan)高。
6流量二(er)次表的功(gong)能、特點、要(yao)求
6.1下限流(liu)量計費功(gong)能
任何流(liu)量計都有(you)保證精确(que)度的最小(xiao)流量和可(ke)測量最小(xiao)流量，如果(guo)流量進一(yi)步減小，将(jiang)會出現精(jing)确度無法(fa)保證或小(xiao)信号切除(chu)的情況，這(zhe)對貿易計(ji)量來說是(shi)不公正的(de)。
在流量積(ji)算儀中，分(fen)别設定“下(xia)限流量約(yue)定值”和“下(xia)限收費流(liu)量”。儀表運(yun)行後，如果(guo)實際流量(liang)小于“下限(xian)流量約定(ding)🌏值”，即以“下(xia)限收費流(liu)量”取代實(shi)際流量進(jin)行積算。
6.2停(ting)汽判斷功(gong)能
有些用(yong)戶在休息(xi)天将蒸汽(qi)完全關閉(bi)，停止用汽(qi)，這🤞時不能(neng)再按“下限(xian)收費流量(liang)”計費，方法(fa)是由儀表(biao)根據停汽(qi)後流體溫(wen)度、壓力參(can)數的變化(hua)作出判斷(duan)，判斷結果(guo)一旦爲“停(ting)汽”，即📱停止(zhi)積算。
6.3超計(ji)劃耗用計(ji)費功能
流(liu)量計如果(guo)超過設定(ding)範圍運行(hang)，一般均導(dao)緻計量值(zhi)🤞偏⛷️低。除此(ci)👄之外，在熱(re)網中如果(guo)超計劃耗(hao)能，還将影(ying)響熱網的(de)供熱品質(zhi)。這不僅損(sun)害供方利(li)益，而且損(sun)害其他用(yong)戶利益。因(yin)此，，熱力公(gong)司一般同(tong)需方約💋定(ding)最大用能(neng)量，如果超(chao)過此量，一(yi)般約定加(jia)1倍或數❗倍(bei)收費。
智能(neng)流量積算(suan)儀
可設定(ding)兩個參數(shu)，分别是“最(zui)大耗用流(liu)量”和“超用(yong)費🈚率”。儀💘表(biao)運行時，依(yi)次顯示兩(liang)個瞬時流(liu)量，一個是(shi)“實際流量(liang)”，另一個是(shi)“收費流量(liang)”。
6.4掉電記錄(lu)功能
用于(yu)熱能計量(liang)的表計在(zai)電源中斷(duan)後，累積值(zhi)雖能保❗持(chi)但不會繼(ji)續增加。有(you)時需方爲(wei)了少付熱(re)費，就将儀(yi)☀️表電源拉(la)掉一段時(shi)間。流量積(ji)算儀的掉(diao)電記錄功(gong)能可以将(jiang)掉電事件(jian)一次不漏(lou)地記錄下(xia)來。當主電(dian)源掉電時(shi)，儀表自動(dong)記下内部(bu)實時時鍾(zhong)所指🔆的日(ri)期和時♍間(jian)，
當主電源(yuan)恢複供電(dian)時，儀表再(zai)一次記下(xia)實時時鍾(zhong)所指的日(ri)期🔆和時間(jian)。
6.5定時抄表(biao)功能
定時(shi)抄表功能(neng)，就是儀表(biao)在抄表員(yuan)所指定的(de)抄表時刻(ke)(在菜單中(zhong)預先設置(zhi))，讀取流量(liang)累積值并(bing)存放在儀(yi)表的一個(ge)單元中。将(jiang)全廠流量(liang)積算儀設(she)置同一抄(chao)表時間，抄(chao)表人員巡(xun)回路線和(he)時間的差(cha)異都不影(ying)響抄錄結(jie)果，因此有(you)利十分表(biao)和總表的(de)平衡計算(suan)。
6.6無紙記錄(lu)功能
有許(xu)多流量測(ce)量系統都(dou)希望具備(bei)記錄功能(neng)，記下重要(yao)數據🐇和信(xin)息。在智能(neng)流量積算(suan)儀中加上(shang)一片海量(liang)🚶♀️存儲🌍器，在(zai)軟件🌐的支(zhi)持下，使儀(yi)表具有無(wu)紙記錄功(gong)能，從而可(ke)收到簡♌單(dan)、可靠、價廉(lian)、存儲的信(xin)息量大的(de)效果🔴。
4.可膨(peng)脹性校正(zheng)
節流式差(cha)壓流量計(ji)用來測量(liang)蒸汽、氣體(ti)流量時，必(bi)須進🔞行流(liu)體🌈的可膨(peng)脹性校正(zheng)。依據ISO标準(zhun)，在變面積(ji)孔闆🈲流量(liang)計中用經(jing)驗公式進(jin)行校正:
可(ke)膨脹性校(xiao)正也在流(liu)量二次表(biao)中完成，由(you)二次表進(jin)行在線計(ji)算。
5.蒸汽質(zhi)量流量的(de)計算
用變(bian)面積孔闆(pan)型流量計(ji)測量蒸汽(qi)流量時，蒸(zheng)汽質量🔞流(liu)💜量在二次(ci)表中由式(shi)計算得到(dao):
結束語
①變(bian)面積孔闆(pan)流量計是(shi)新一代孔(kong)闆流量計(ji)，測量範👨❤️👨圍(wei)度大，測⛹🏻♀️量(liang)精确度高(gao)，在渦街流(liu)量計不能(neng)勝任的🍓許(xu)多惡劣場(chang)所，在普通(tong)孔🐉闆流量(liang)計不能勝(sheng)任的要求(qiu)高的場合(he)，變面積孔(kong)闆流量計(ji)均能顯示(shi)其獨特的(de)優越性，是(shi)在傳統孔(kong)闆差壓💔式(shi)流量計基(ji)礎上的💚飛(fei)躍。
②國産化(hua)的智能流(liu)量積算儀(yi)，結合中國(guo)實際增設(she)的🏃許多功(gong)能，在熱能(neng)貿易計量(liang)中有實際(ji)效果，爲維(wei)護熱力公(gong)司🔴的合法(fa)權益作出(chu)貢獻。
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