摘要：本(ben)文介紹了(le)幾種冶金(jin)工業常用(yong)流量計 的(de)原理結構(gou)及它們在(zai)選型安裝(zhuang)和維護方(fang)面的應用(yong),旨在🈲探讨(tao)工業生産(chan)中如何合(he)理選擇适(shi)用又經濟(ji)的流量儀(yi)表👌。
1前言
　　在(zai)冶金工業(ye)生産中,會(hui)涉及各類(lei)氣體蒸汽(qi)和液體的(de)流量測量(liang),随着工業(ye)自動化儀(yi)表的發展(zhan),流量計儀(yi)表🌍不斷推(tui)陳出新。因(yin)此，合理選(xuan)擇測量方(fang)法及功能(neng)特性經濟(ji)适用的流(liu)量儀表🌍是(shi)非常必要(yao)的。以下就(jiu)幾種工業(ye)常用流量(liang)測量方法(fa)計及儀表(biao)選型進🌂行(hang)一些實用(yong)性介紹。
2差(cha)壓式流量(liang)計
　　差壓式(shi)流量計 是(shi)目前工業(ye)生産中測(ce)量氣體、蒸(zheng)汽液體流(liu)量常用的(de)一⭐種儀表(biao),也是發展(zhan)較早,研究(jiu)比較成熟(shu)及完善的(de)測量儀表(biao),目前相應(ying)品種在國(guo)際國内均(jun)已标準化(hua)。
2.1 差壓式流(liu)量計的組(zu)成及原理(li)
　　差壓式流(liu)量計主要(yao)包括兩部(bu)分:節流裝(zhuang)置和差.壓(ya)計⭕。常用節(jie)流裝置有(you)标準孔闆(pan)标準噴嘴(zui)和文丘利(li)管等。其工(gong)💚作原理是(shi)✏️:在管✍️道内(nei)部裝有孔(kong)闆噴嘴等(deng)節流件,當(dang)流體♊流經(jing)節流件時(shi),流束産生(sheng)局部收.縮(suo),流速增加(jia),靜壓力降(jiang)低,節流件(jian)前後就會(hui)🐆産生靜壓(ya)🌂力差。根據(ju)能量守恒(heng)定律和流(liu)動連續性(xing)方程的基(ji)本原理,得(de)出流體的(de)流量與差(cha)壓的平方(fang)根成正比(bi)。所以通過(guo)測量流體(ti)差壓,便可(ke)計算流體(ti)流量。
2.2差壓(ya)式流量計(ji)的使用範(fan)圍及安裝(zhuang)要求
2.2.1标準(zhun)節流裝置(zhi)的使用範(fan)圍
　　據國家(jia)标準規定(ding)，标準節流(liu)裝置的流(liu)量比應等(deng)于13,在個别(bie)🏃‍♀️情況下可(ke)取14,當流量(liang)比小于上(shang)述值時,測(ce)小流量🤩時(shi)誤差将⛷️增(zeng)大。使用的(de)節流裝置(zhi)不同,适用(yong)的管道直(zhi)徑D直徑比(bi)和雷諾數(shu)也不相同(tong)，均有相應(ying)标準規定(ding)。
2.2.2.安裝要求(qiu)
　　節流裝置(zhi)應安裝在(zai)有恒定截(jie)面積的兩(liang)段圓形管(guan)🏃道之間。爲(wei)了保證測(ce)量精度,要(yao)求流束勻(yun)直充分擴(kuo)👨‍❤️‍👨散,且無旋(xuan)☀️渦,所以安(an)裝條件很(hen)重要。節流(liu)裝置的安(an)裝位置前(qian)後直拉段(duan)長🐕度均應(ying)遵照規定(ding)執行。
2.2.3節流(liu)裝置的輔(fu)件要求
　　爲(wei)避免高溫(wen)有腐蝕介(jie)質對測量(liang)造成的影(ying)響,當介質(zhi)溫㊙️度大于(yu)📐70℃時須附加(jia)冷凝器;當(dang)介質爲腐(fu)蝕性高粘(zhan)度以凍結(jie)、以析出固(gu)體時須加(jia)隔離器。當(dang)介質爲氣(qi)體時須附(fu)加沉降器(qi);當介質✂️爲(wei)液體時須(xu)附加集氣(qi)器。
　　由于差(cha)壓式流量(liang)計具有測(ce)量方法簡(jian)單沒有可(ke)動零件⛹🏻‍♀️工(gong)作可靠适(shi)應性強,可(ke)不經實流(liu)标定而能(neng)保👨‍❤️‍👨證一定(ding)的測量精(jing)度等一系(xi)列優點,從(cong)而能廣泛(fan)應用于生(sheng)産流程中(zhong)。但爲了保(bao)證好的使(shi)用效果,應(ying)根據需要(yao)增加冷凝(ning)器、集氣器(qi)、沉🏃‍♀️降器和(he)隔離器等(deng)輔件,維護(hu)中要對節(jie)流件和輔(fu)件定期檢(jian)查及時清(qing)除污垢。
3彎(wan)管流量計(ji)
　　彎管流量(liang)計是最近(jin)發展的節(jie)能型差壓(ya)式流量測(ce)量系統,目(mu)前廣泛應(ying)用于冶金(jin)化工熱電(dian)制藥等部(bu)門的液體(ti)氣體、蒸汽(qi)的測量,适(shi)用于各種(zhong)工業現場(chang),可作爲長(zhang)期監🔞測流(liu)量的測量(liang)裝置。
3.1彎管(guan)流量計的(de)組成及原(yuan)理
　　彎管流(liu)量計主要(yao)由彎管傳(chuan)感器二次(ci)表差壓變(bian)送器及🔴一(yi)些♉管道閥(fa)門組件組(zu)成。其工作(zuo)原理如圖(tu)1所示,當🤞流(liu)體通過彎(wan)管傳感器(qi)時,由于流(liu)體受到傳(chuan)感器的束(shu)縛,被迫⚽作(zuo)圓周圍運(yun)動(即強制(zhi)旋流),彎管(guan)與✂️流體之(zhi)間産生相(xiang)互作用力(li)。流體按照(zhao)彎管的曲(qu)率作圓周(zhou)運動🛀🏻産生(sheng)離心力，該(gai)離心力的(de)⁉️大小與流(liu)體的流速(su)v密度ρ及所(suo)作圓周運(yun)動的曲率(lü)半徑R有關(guan),其表現爲(wei)流體對傳(chuan)感器的内(nei)外側形成(cheng)壓力差δP,該(gai)壓力差的(de)大小通過(guo)差壓變送(song)器檢測轉(zhuan)🔞化爲4~20mA信号(hao),送入二次(ci)儀表,經标(biao)準電阻将(jiang)電✏️流信号(hao)轉換成👨‍❤️‍👨電(dian)壓信号,通(tong)過80C552内部模(mo)拟開關♋和(he)A/D轉換器轉(zhuan)換成數字(zi)信号，然後(hou)進行必要(yao)的計算和(he)邏輯分析(xi),将結果分(fen)别送到顯(xian)示存儲輸(shu)出等單元(yuan)。
 
3.2彎管流量(liang)計的特點(dian)及應用
　　彎(wan)管傳感器(qi)能測量φ25~1000mm管(guan)道中各種(zhong)流體的流(liu)量。其特點(dian)有以下幾(ji)種。
3.2.1彎管傳(chuan)感器沒有(you)任何插入(ru)件和感測(ce)件,是沒有(you)附加阻力(li)💋損失的節(jie)能型流量(liang)傳感器。結(jie)構簡單,工(gong)作可靠,節(jie)能降耗😍,節(jie)約運行費(fei)用,适合壓(ya)力低,大管(guan)徑,大流量(liang)的流量測(ce)量系統使(shi)用。
3.2.2耐磨性(xing)能好,使用(yong)壽命長,傳(chuan)感器使用(yong)壽命等同(tong)于所替代(dai)⭕的标💚準彎(wan)頭。長期運(yun)行管徑的(de)微小磨損(sun)對彎管傳(chuan)感器的測(ce)量精度📞影(ying)響甚微。
3.2.3安(an)裝方便,免(mian)維護,傳感(gan)器采用直(zhi)接焊接的(de)方法安裝(zhuang)在工藝管(guan)道上,簡便(bian)經濟,不會(hui)産生洩漏(lou)問題。
3.2.4适應(ying)性強,測量(liang)範圍寬,傳(chuan)感器不受(shou)工作現場(chang)的高溫粉(fen)塵🛀潮濕🔞震(zhen)動、電磁場(chang)等不利因(yin)素的影響(xiang)，,可在任何(he)複雜💜的環(huan)境中工作(zuo)。适用于中(zhong)25~2000mm管道中,液(ye)體流速0.3~5m/s,蒸(zheng)汽或氣體(ti)流速7~70m/s的廣(guang)闊範圍。
3.2.5傳(chuan)感器對直(zhi)管段的要(yao)求較低,隻(zhi)要滿足前(qian)5D後2D就可以(yi)獲得足夠(gou)的測量精(jing)度。
4電磁流(liu)量計
4.1電磁(ci)流量計的(de)測量原理(li)
　　電磁流量(liang)計 的測量(liang)原理基于(yu)法拉第電(dian)磁感應定(ding)律,如圖2所(suo)示，即導電(dian)液體在磁(ci)場中作切(qie)割磁力線(xian)運動時,導(dao)體🌐中産㊙️生(sheng)感應電🌈壓(ya)U,其感應電(dian)壓信号通(tong)過兩個與(yu)流體直接(jie)接觸的電(dian)極檢出,并(bing)通過電纜(lan)傳送至放(fang)大器,然後(hou)轉換成統(tong)一輸出信(xin)号。
 
4.2電磁流(liu)量計的特(te)點及應用(yong)
　　電磁流量(liang)計發展至(zhi)今在關鍵(jian)性技術上(shang)有了較大(da)突✍️破,主要(yao)特點體現(xian)在以下方(fang)面。
4.2.1将50Hz交流(liu)勵磁改進(jin)爲低頻矩(ju)形波勵磁(ci),大大消除(chu)了工頻及(ji)👌現🔞場各種(zhong)雜散電磁(ci)場幹擾的(de)影響,可免(mian)去原來🧡的(de)要求的電(dian)極引線👅嚴(yan)格接地的(de)條件,工作(zuo)2穩定可靠(kao)。
4.2.2電極安裝(zhuang)的密封技(ji)術和勵磁(ci)線圈的防(fang)潮技術有(you)了可靠保(bao)證避免因(yin)滲漏和受(shou)潮而造成(cheng)儀表損.壞(huai)。
4.2.3接觸被測(ce)介質的隻(zhi)有襯裏和(he)電極,可達(da)到良好的(de)耐腐📞蝕🙇🏻性(xing)和耐磨性(xing),因此可測(ce)量各種強(qiang)酸強堿化(hua)🎯工溶液。
4.2.4電(dian)磁流量計(ji)測量管内(nei)無阻流及(ji)活動部件(jian),不會造🈲成(cheng)🌈額♉外的能(neng)量損失,也(ye)不會堵塞(sai),節能效果(guo)顯著。但要(yao)求👈被測介(jie)質是導電(dian)性的液體(ti)或液固相(xiang)介質,因此(ci)一般的自(zi)來水各種(zhong)🌏酸堿鹽溶(rong)液污水泥(ni)漿礦漿紙(zhi)漿等都可(ke)以用電♌磁(ci)流量計測(ce)量,而非導(dao)電的介質(zhi)如酒精純(chun)丙酮汽油(you)等油類物(wu)質不✊能用(yong)電磁流量(liang)計測量。
4.2.5安(an)裝要求低(di),前置直管(guan)段隻要5D,後(hou)置直管段(duan)爲2D(D爲所選(xuan)管道🍓的内(nei)直徑)。
4.2.6測量(liang)精度高，能(neng)達到測量(liang)值的±0.2%,而且(qie)可測正/反(fan)二個方向(xiang)的✂️流量。
4.2.7量(liang)程比大,最(zui)大爲15001,能夠(gou)較好、全面(mian).地追蹤流(liu)量,正确地(di)💯測量夜間(jian)小流量。
4.2.8具(ju)有良好互(hu)換性,傳感(gan)器轉換器(qi)可以互換(huan),不必重☎️新(xin)🔴進行實🥰流(liu)标定就可(ke)達到精度(du)。由于具有(you)以上一系(xi)列優點,電(dian)磁🔴流量計(ji)工業生産(chan)中得到非(fei)常廣泛的(de)應用,成爲(wei)導電液體(ti)流量測量(liang)的首選儀(yi)表。
5.渦街流(liu)量計
5.1渦街(jie)流量計的(de)測量原理(li)
　　渦街流量(liang)計 工作原(yuan)理以卡曼(man)渦街爲基(ji)礎,當流體(ti)流經非流(liu)線型📱檔👈體(ti)時,在檔體(ti)兩側交替(ti)産生旋渦(wo)信号。當雷(lei)諾🈲數大㊙️于(yu)一💔定值時(shi)，旋渦的雷(lei)諾數與平(ping)均流量成(cheng)正比,因而(er)也與流量(liang)成正比。有(you)旋渦引起(qi)的交替壓(ya)力💘變化,通(tong)過發生體(ti)側孔傳遞(di)給差動電(dian)容傳感器(qi),差😍動電容(rong)傳感🏒器檢(jian)測到這些(xie)壓力脈沖(chong)并轉換成(cheng)電信号,前(qian)置放大器(qi)将這些正(zheng)弦信号處(chu)理成爲與(yu)流量成正(zheng)比.的方波(bo)脈沖輸出(chu)。
5.2渦街流量(liang)計的技術(shu)特點與應(ying)用
5.2.1具有高(gao)的測量精(jing)度,電子信(xin)号變換器(qi)采用微處(chu)理器控制(zhi)技術,配合(he)精度高的(de)信号處理(li)方法,使得(de)測量系統(tong)能夠達到(dao)較高的精(jing)度。
5.2.2具有較(jiao)寬的測量(liang)範圍,量程(cheng)比可達130。
5.2.3較(jiao)寬的溫度(du)使用範圍(wei),流體溫度(du)範圍爲.50℃~+400℃;環(huan)境溫度範(fan)🚩圍爲-30℃~+80℃.
5.2.4增強(qiang)的抗震動(dong)性能,采用(yong)差動電容(rong)傳感器，抗(kang)震動🙇‍♀️性能(neng)🚶好,達到1g。
5.2.5高(gao)可靠性,無(wu)運動部件(jian),無機械磨(mo)損,無須機(ji)械維修,電(dian)路元件🐆采(cai)☂️用表面貼(tie)裝工藝,結(jie)構緊湊,可(ke)靠性高。
基(ji)于以.上特(te)點,渦街流(liu)量計可方(fang)便地實現(xian)液體、氣體(ti)和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼蒸汽的(de)質量流量(liang)的測量,并(bing)能适應工(gong)業上較髒(zang)的煤氣流(liu)量的測量(liang)。
6.超聲波流(liu)量計
6.1超聲(sheng)波流量計(ji)的測量原(yuan)理
　　超聲波(bo)流量計 利(li)用聲波在(zai)流動介質(zhi)中傳播時(shi)，其方向與(yu)介質運動(dong)方👨‍❤️‍👨向相同(tong)時傳播速(su)度加快,相(xiang)反時傳播(bo)速度減低(di)的這一特(te)性，通過測(ce)出這個速(su)度差從而(er)求出管道(dao)内相應的(de)流量。測量(liang)速度差🈲的(de)方法常采(cai)用時差法(fa)相差法。
6.2超(chao)聲波流量(liang)計的特點(dian)及應用
　　與(yu)其它類型(xing)流量計相(xiang)比,其優點(dian)有:可以實(shi)現非接觸(chu)測量，對測(ce)量管道無(wu)插入零件(jian),沒有流體(ti)附加阻💜力(li),不受介質(zhi)粘度導🈲電(dian)性和腐蝕(shi)性影響,測(ce)量方式爲(wei)線性特性(xing),易🏃‍♀️于實現(xian)數字化輸(shu)出及流量(liang)的積算。其(qi)主要缺🐇點(dian)有:精度不(bu)太高,約±1%,另(ling)外溫度對(dui)聲波影🔆響(xiang)較大，故一(yi)🌐般不适于(yu)溫度波動(dong)大,介質物(wu)理特性變(bian)化大的流(liu)體💃測量,其(qi)次也不适(shi)于小流速(su)小管徑的(de)流量測量(liang),因爲這時(shi)相對誤差(cha)将增加。
7結(jie)束語
　　在冶(ye)金工業生(sheng)産中,需要(yao)根據現場(chang)環境被測(ce)介質特性(xing)及實用性(xing)等方面合(he)理選擇流(liu)量儀表,應(ying)用合🔴理則(ze)能達到預(yu)期的測量(liang)精度,反之(zhi)則不能取(qu)得好的效(xiao)果,甚至會(hui)☂️很差。另外(wai),正确的使(shi)用和維護(hu)方法也是(shi)良好測量(liang)效果的保(bao)證。

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