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(yu)經典式(shi)的節流(liu)儀表(孔(kong)闆、噴嘴(zui)、文丘利(li)管)在現(xian)場使用(yong)中暴🛀露(lu)出不少(shao)缺點,它(ta)保持已(yi)久的壟(long)斷地位(wei)已經消(xiao)失,但仍(reng)占有較(jiao)♈大的比(bi)童。
2.新型(xing)儀表(渦(wo)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(zeng)大。
3、爲提(ti)高流量(liang)測量的(de)準确度(du),适應經(jing)濟核算(suan)的要求(qiu)🔞,各種間(jian)接補償(chang)及直接(jie)的質量(liang)流量計(ji)不斷出(chu)現。
4.微電(dian)子技術(shu)已滲透(tou)到流量(liang)儀表領(ling)域,出現(xian)了不少(shao)新型智(zhi)能化儀(yi)表。
5.工業(ye)的現代(dai)化、大型(xing)化要求(qiu)流量儀(yi)表的結(jie)構力求(qiu)簡單、壓(ya)🔴損力求(qiu)減小,各(ge)種插入(ru)式流量(liang)儀表應(ying)運而生(sheng),發展迅(xun)速。
一、孔(kong)闆儀表(biao)的現狀(zhuang)及改進(jin)
　　 孔闆流(liu)量計 結(jie)構簡單(dan),适應的(de)口徑及(ji)工況寬(kuan)闊,特别(bie)是長期(qi)以來積(ji)累了大(da)量的設(she)計、制造(zao)、使用的(de)經驗數(shu)據,國内(nei)外均已(yi)制📞定了(le)👅标準,即(ji)使不進(jin)行實際(ji)校驗,也(ye)可确定(ding)流量系(xi)數,因而(er)爲設計(ji)、使用部(bu)門廣泛(fan)采用,幾(ji)乎占現(xian)場使用(yong)流量儀(yi)表的80%左(zuo)右,但在(zai)使用中(zhong)也暴露(lu)🙇🏻出不多(duo)缺點,如(ru):
1.壓損太(tai)大。孔闆(pan)的不可(ke)恢複壓(ya)損約占(zhan)輸出差(cha)壓的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻50腸(chang)~90呱🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。一台(tai)用于中(zhong)30。口徑蒸(zheng)汽管道(dao)上的孔(kong)闆,由于(yu)壓損可(ke)使年運(yun)行費達(da)🤟上萬人(ren)民币。
2.特(te)性受幾(ji)何尺寸(cun)的影響(xiang)較大。由(you)于流體(ti)的沖刷(shua)、腐蝕㊙️以(yi)及油污(wu)的粘附(fu),孔闆銳(rui)邊的流(liu)量系數(shu)有可能(neng)偏離設(she)計值約(yue)10%。缺乏👈維(wei)修🈲而又(you)長期使(shi)用的孔(kong)闆,準确(que)度最🈲好(hao)也隻有(you)3~5%左右。
3.裝(zhuang)拆困難(nan)。對使用(yong)于大口(kou)徑管道(dao)的孔闆(pan)來說尤(you)爲突出(chu)。
4.輸出差(cha)壓與流(liu)量呈非(fei)線性關(guan)系,量程(cheng)比僅爲(wei)3：1。
　　爲适應(ying)自動化(hua)對流量(liang)儀表提(ti)出的各(ge)種要求(qiu),在不🏃🏻‍♂️斷(duan)出現各(ge)種新型(xing)儀表的(de)同時,孔(kong)闆也在(zai)不斷改(gai)善中。例(li)如,爲擴(kuo)大量程(cheng)🔱,它本質(zhi)上仍是(shi)節流儀(yi)表,但孔(kong)🌈徑可随(sui)流量值(zhi)🈲的大小(xiao)自行改(gai)🌈變,從而(er)使輸出(chu)差壓與(yu)流量成(cheng)😘線性關(guan)系。該儀(yi)表的量(liang)程比可(ke)達100：1,準确(que)度爲土(tu)1%,并可用(yong)水标定(ding)後用于(yu)蒸汽管(guan)道上。
二(er)、渦街、電(dian)磁等新(xin)型流量(liang)儀聲的(de)應用領(ling)域不斷(duan)增大
　　 渦(wo)街流量(liang)計 的原(yuan)理是:當(dang)流體流(liu)過非線(xian)性物體(ti)時将在(zai)其後産(chan)生周🚩期(qi)性的旋(xuan)渦脫落(luo),脫落的(de)頻率與(yu)流速成(cheng)正比,因(yin)此,隻要(yao)測出頻(pin)率🧡的大(da)小即可(ke)推算出(chu)流量值(zhi)。
　　渦街流(liu)量計自(zi)七十年(nian)代問世(shi)以來發(fa)展迅速(su),目前國(guo)✍️内外已(yi)有十多(duo)利`産品(pin)。其主要(yao)優點是(shi):輸出量(liang)與流量(liang)☁️成線性(xing)關⭐系,量(liang)程比可(ke)達10:1;輸出(chu)量爲脈(mo)沖信号(hao),便于遠(yuan)傳、數據(ju)處理及(ji)與計算(suan)機聯機(ji);輸出量(liang)與介♉質(zhi)的溫度(du)、壓力、粘(zhan)度、密度(du)、成份無(wu)關;無可(ke)動部件(jian),便于維(wei)護,工作(zuo)可靠。
　　雖(sui)然渦街(jie)流量計(ji)有以上(shang)突出的(de)優點,但(dan)在現場(chang)應用中(zhong)尚未💚達(da)到預期(qi)的目的(de)。可能是(shi)由于管(guan)内的流(liu)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(wen)定現象(xiang),降低了(le)流量總(zong)量的準(zhun)确度。其(qi)次是💔它(ta)不适用(yong)于測粘(zhan)度☔太大(da)的流體(ti)以及采(cai)用某些(xie)檢測方(fang)法時輸(shu)出信号(hao)靈敏度(du)有衰減(jian)的現象(xiang)。因此,渦(wo)街流⭐量(liang)計的研(yan)究主要(yao)有三個(ge)方面:
(l)研(yan)究産生(sheng)穩定、強(qiang)烈的旋(xuan)渦發生(sheng)體。目前(qian)發生體(ti)主要爲(wei)柱狀,從(cong)斷面來(lai)看有圓(yuan)、三角、梯(ti)形、矩形(xing)以及各(ge)種複合(he)形狀。針(zhen)對二維(wei)柱體在(zai)三維圓(yuan)管流可(ke)能産✊生(sheng)随機不(bu)穩定現(xian)象,日本(ben)的高本(ben)正樹近(jin)年曾提(ti)出✊過采(cai)用一種(zhong)環形旋(xuan)渦發生(sheng)體👣(見圖(tu)1),并進行(hang)了一些(xie)🔱試驗。他(ta)認爲當(dang)環厚W爲(wei)環平均(jun)直徑d的(de)1/6時,可産(chan)生穩🐕定(ding)的渦街(jie)。當♋然,這(zhe)種環狀(zhuang)渦街流(liu)量計進(jin)入實🔞用(yong)尚有不(bu)少間題(ti)有待解(jie)決,如環(huan)狀發生(sheng)體的支(zhi)承、渦街(jie)頻率的(de)檢測等(deng)。

(2)研(yan)究檢測(ce)渦街頻(pin)率的方(fang)法。檢測(ce)頻率的(de)方法很(hen)多,如:熱(re)絲、熱敏(min)、超聲、電(dian)磁、應變(bian)、擴散矽(xi)、電容、壓(ya)電等。早(zao)期的熱(re)絲、熱敏(min)方法♈靈(ling)敏度雖(sui)然較高(gao),但由于(yu)檢測元(yuan)件暴露(lu)在流體(ti)之中,易(yi)受污染(ran)而導緻(zhi)靈敏度(du)下降,允(yun)許承受(shou)的溫度(du)也較低(di),近✌️年來(lai)不少🌈廠(chang)家将壓(ya)電或擴(kuo)散矽封(feng)裝在渦(wo)街發生(sheng)體内或(huo)管道外(wai)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(you)提高,擴(kuo)大了儀(yi)表的應(ying)用領域(yu)。
(3)研究頻(pin)率的信(xin)息處理(li)。在信息(xi)處理上(shang)采取一(yi)些措施(shi)可以提(ti)高頻率(lü)檢測的(de)穩定性(xing),降低低(di)頻波動(dong)的噪聲(sheng)源等,以(yi)彌補流(liu)體振蕩(dang)信息之(zhi)不足。其(qi)次,爲提(ti)高流量(liang)測量的(de)⁉️精确度(du)🏃🏻,除了渦(wo)街頻率(lü)信息外(wai),還可引(yin)入溫度(du)、壓力檢(jian)測信息(xi)組成質(zhi)量流量(liang)計。微型(xing)機🛀的普(pu)及、推廣(guang)和成本(ben)不斷下(xia)降,也爲(wei)渦街流(liu)量計的(de)智能化(hua)辟開了(le)廣闊的(de)前景。
2.電(dian)磁流量(liang)計
　　 電磁(ci)流量計(ji) 也是一(yi)種很有(you)前途的(de)流量儀(yi)表。由于(yu)儀表中(zhong)沒有任(ren)👨‍❤️‍👨何障礙(ai)物,特别(bie)适用于(yu)測含有(you)固相物(wu)的液體(ti)流量,如(ru)污水、紙(zhi)漿、礦漿(jiang)等。近㊙️年(nian)來,歐、美(mei)、日等先(xian)進國家(jia)☀️生産這(zhe)種儀表(biao)的廠家(jia)約占流(liu)量儀表(biao)♍廠家的(de)10~2。腸,現場(chang)應用比(bi)重也不(bu)斷增加(jia),特别在(zai)以下幾(ji)個方面(mian)有了較(jiao)大的發(fa)展:
(l)擴大(da)了流體(ti)的應用(yong)範圍。限(xian)制使用(yong)電磁流(liu)量計的(de)主要因(yin)素是💋流(liu)體導電(dian)率,其下(xia)限爲50微(wei)姆歐/厘(li)米。1984年國(guo)外推出(chu)了高🈲靈(ling)敏度的(de)電磁流(liu)量計,流(liu)體的導(dao)電率可(ke)低至1微(wei)姆⚽歐/厘(li)米♋,儀表(biao)口💰徑爲(wei)裏~4英寸(cun)。
(2)增加了(le)抗幹擾(rao)能力。過(guo)去,電磁(ci)流量計(ji)勵磁采(cai)用50Hz交流(liu)電,電源(yuan)雖簡單(dan),但易受(shou)市電幹(gan)擾,零漂(piao)較嚴重(zhong)。現在采(cai)用了📧鍵(jian)控開關(guan)電路,低(di)頻方波(bo)勵磁,排(pai)除了幹(gan)擾,減少(shao)了零漂(piao),儀表準(zhun)🚩确度從(cong)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(ji)在管内(nei)有一對(dui)與被測(ce)🈲介質相(xiang)🙇‍♀️接觸的(de)電極,在(zai)測強腐(fu)蝕液體(ti)及污穢(hui)✨漿液時(shi),電極裸(luo)露部份(fen)易被腐(fu)蝕或污(wu)損。一種(zhong)電容禍(huo)合電極(ji)的電磁(ci)流量計(ji),口徑中(zhong)65至中500,在(zai)管道内(nei)不再有(you)裸露部(bu)分,克服(fu)了被腐(fu)蝕🥰、污損(sun)的缺點(dian)。
(4)微型化(hua)。由于管(guan)内流速(su)分布是(shi)非均勻(yun)的,因此(ci),采用💃🏻非(fei)均勻磁(ci)場可以(yi)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(san)、插入式(shi)流量儀(yi)表發展(zhan)迅速
　　流(liu)量儀表(biao)的體積(ji)與重量(liang)是随口(kou)徑成立(li)方增長(zhang)的🛀,如果(guo)按比❌例(li)放大結(jie)構,将使(shi)大口徑(jing)流量僅(jin)表顯得(de)特别笨(ben)重。其次(ci)🐕,當口👌徑(jing)較小時(shi),流量儀(yi)表的壓(ya)損無關(guan)緊要,而(er)當口徑(jing)(如孔闆(pan))增大💃🏻時(shi),其壓✉️損(sun)折合年(nian)運㊙️行費(fei)将大得(de)難以爲(wei)㊙️人們所(suo)接受。因(yin)此,大口(kou)徑流量(liang)儀表應(ying)具有結(jie)構簡單(dan)、壓🌈損較(jiao)小的特(te)點,按此(ci)要求💚,插(cha)入式流(liu)量儀表(biao)用于大(da)口徑流(liu)量測量(liang)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(xing)式爲特(te)征的儀(yi)表,如插(cha)入式渦(wo)輪、 插入(ru)式渦街(jie)流量計(ji) 、 插入式(shi)電磁流(liu)量計 以(yi)及皮托(tuo)管、皮托(tuo)文丘利(li)管等等(deng)。這些插(cha)入式流(liu)量⭕儀表(biao)一般指(zhi)測管道(dao)内某一(yi)點流速(su)以推算(suan)流量的(de)儀表。這(zhe)種測量(liang)方法對(dui)直管道(dao)長度有(you)較高的(de)要求💁,而(er)現場中(zhong)的流💯速(su)分布不(bu)可能那(na)麽嚴格(ge)規範,因(yin)此,按ISO7145的(de)推算,用(yong)該方法(fa)測流量(liang)的準确(que)度很難(nan)超過±3%。
爲(wei)提高插(cha)入式流(liu)量儀表(biao)的準确(que)度,有人(ren)提出了(le)這🎯樣的(de)設想:安(an)裝仍保(bao)持方便(bian)的插入(ru)形式,而(er)在管道(dao)直徑方(fang)向測多(duo)點流速(su)以⚽适應(ying)管道中(zhong)流速分(fen)布的變(bian)化。

　　近年(nian)來,一種(zhong)雙槳反(fan)向插入(ru)式渦輪(lun)流量計(ji)(見圖3),它(ta)其有二(er)個槳葉(ye),旋轉方(fang)向相反(fan),沿管道(dao)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(shi)應流速(su)分布的(de)變化,即(ji)使是較(jiao)惡劣的(de)流場下(xia),如在緊(jin)接900彎頭(tou)不到ZD的(de)地⛹🏻‍♀️方安(an)裝流量(liang)計,仍可(ke)㊙️保持較(jiao)高準确(que)度。與單(dan)槳葉插(cha)入式渦(wo)輪流量(liang)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(tu)徑是通(tong)過檢⛷️測(ce)頭的微(wei)型化來(lai)減小對(dui)流場的(de)幹擾。插(cha)入式渦(wo)輪流量(liang)計檢🌈測(ce)頭直徑(jing)不到2英(ying)寸,這種(zhong)儀表還(hai)有一個(ge)定位機(ji)構以保(bao)證安裝(zhuang)⛷️時葉輪(lun)的軸線(xian)與管道(dao)軸線相(xiang)平行;插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計的檢(jian)測頭直(zhi)徑僅l英(ying)寸,可用(yong)于在4、60英(ying)寸管道(dao)上測流(liu)量。除此(ci)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(qu)完善,如(ru)插入式(shi)電磁流(liu)量計,具(ju)⭐有檢測(ce)流量變(bian)化範圍(wei)的數字(zi)開關以(yi)及監測(ce)管道中(zhong)⚽流動情(qing)況的信(xin)号開✨關(guan)和低流(liu)量開關(guan)。

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