近(jin)年來,國内外(wài)流量儀表 總(zǒng)的發展趨勢(shì)有以下幾個(gè)特點:`
1.由于經(jīng)典式的節流(liú)儀表(孔闆、噴(pēn)嘴、文丘利管(guan))在現🈲場使用(yong)中暴露出不(bu)少缺點,它保(bǎo)持已久的壟(lǒng)斷地位已經(jīng)消失,但🚶仍占(zhàn)有較大的比(bi)童。
2.新型儀表(biao)(渦街、電磁、超(chao)聲)日益成熟(shú),在現場應用(yòng)中的❗比重逐(zhú)漸增大。
3、爲提(ti)高流量測量(liàng)的準确度,适(shi)應經濟核算(suan)的要求,各🐕種(zhǒng)間接♈補償及(jí)直接的質量(liang)流量計不斷(duàn)出現。
4.微電子(zi)技術已滲透(tou)到流量儀表(biǎo)領域,出現了(le)不少新型智(zhì)能化儀表。
5.工(gōng)業的現代化(hua)、大型化要求(qiu)流量儀表的(de)結構力求簡(jian)單、壓損力求(qiú)減小,各種插(cha)入式流量儀(yi)表應運而生(shēng),發展迅🌂速。
一(yi)、孔闆儀表的(de)現狀及改進(jin)
　　 孔闆流量計(jì) 結構簡單,适(shi)應的口徑及(ji)工況寬闊,特(tè)别是長期以(yǐ)來積累了大(dà)🏒量的設計、制(zhì)造、使用的經(jing)驗數據,國内(nei)外均已制定(dìng)了标準,即使(shǐ)🛀🏻不進行實際(ji)校驗,也可确(què)定流量系數(shù),因而爲設計(ji)、使用部門廣(guǎng)泛采用,幾乎(hū)☀️占現場使用(yong)流量儀表的(de)80%左右,但在使(shǐ)用中也暴露(lù)出不多缺點(diǎn),如:
1.壓損太大(dà)。孔闆的不可(ke)恢複壓損約(yue)占輸出差壓(yā)的50腸👅~90呱。一台(tai)用🔆于中30。口徑(jìng)蒸汽管道上(shang)的孔闆,由于(yu)壓損可使年(nian)運行費達上(shang)萬人民币。
2.特(tè)性受幾何尺(chi)寸的影響較(jiao)大。由于流體(ti)的沖刷、腐蝕(shí)以❗及油污的(de)粘附,孔闆銳(rui)邊的流量系(xi)數有可能偏(piān)離設計值約(yuē)🌏10%。缺乏維修而(er)又長期使用(yòng)的孔闆,準确(què)度最好也隻(zhi)有3~5%左右。
3.裝拆(chāi)困難。對使用(yòng)于大口徑管(guǎn)道的孔闆來(lái)說尤爲突出(chū)。
4.輸出差壓與(yǔ)流量呈非線(xiàn)性關系,量程(chéng)比僅爲3：1。
　　爲适(shì)應自動化對(duì)流量儀表提(tí)出的各種要(yao)求,在不斷出(chū)現各種☔新型(xíng)儀表的同時(shí),孔闆也在不(bu)斷改善🐪中。例(li)如,爲擴大量(liang)程🚶‍♀️,它本質上(shàng)仍是節流儀(yí)表,但孔徑可(kě)随流量值的(de)大小自行改(gǎi)變,從而使輸(shū)出差壓與流(liú)量成線性關(guān)系。該儀表的(de)量程比可達(da)100：1,準确度爲土(tu)1%,并可用水标(biao)定後用于蒸(zheng)汽管道上。
二(èr)、渦街、電磁等(deng)新型流量儀(yi)聲的應用領(lǐng)域不斷增大(dà)
　　 渦街流量計(jì) 的原理是:當(dāng)流體流過非(fēi)線性物體時(shí)将在其後産(chǎn)生🔞周㊙️期性的(de)旋渦脫落,脫(tuō)落的頻率與(yu)流速成正比(bi),因此⚽,隻要測(ce)出頻率的大(da)🈲小即可推算(suan)出流量值。
　　渦(wō)街流量計自(zi)七十年代問(wèn)世以來發展(zhǎn)迅速,目前💰國(guo)内外已有十(shi)多利`産品。其(qi)主要優點是(shi):輸出量與流(liu)量成線性關(guan)👣系,量程比可(kě)達10:1;輸出量爲(wei)脈沖信号👈,便(bian)于遠傳、數據(jù)處理及與計(jì)算機聯機;輸(shu)出量與介質(zhi)的溫度、壓力(li)、粘度、密度、成(chéng)份無關;無可(ke)⛹🏻‍♀️動部件,便于(yu)維護,工作可(kě)靠。
　　雖然渦街(jie)流量計有以(yi)上突出的優(you)點,但在現場(chǎng)應用中尚未(wèi)達到預期的(de)目的。可能是(shì)由于管内的(de)流速分布對(duì)它的工作影(ying)響較大,特别(bié)是渦街的形(xíng)成還有随機(ji)的不🧑🏽‍🤝‍🧑🏻穩定現(xian)象,降低了流(liú)量🔅總量的準(zhun)确度。其次是(shì)它不适用于(yú)測粘度太大(da)的流體以及(ji)采用某些檢(jiǎn)測🥰方法時輸(shu)出信号靈敏(mǐn)度有衰減的(de)現象。因此,渦(wo)街流量計的(de)研究主要有(yǒu)三個方面:
(l)研(yán)究産生穩定(ding)、強烈的旋渦(wo)發生體。目前(qian)發生體主要(yao)爲柱狀,從💘斷(duan)面來看有圓(yuán)、三角、梯形、矩(jǔ)形以及各種(zhong)複合形狀。針(zhen)對二維柱體(ti)在三維圓管(guan)流可能産生(sheng)随機不穩定(ding)現象,日本的(de)高本正樹近(jìn)年曾提出🌐過(guò)采用一種環(huan)形旋渦發生(sheng)體(見圖1),并進(jìn)行了一些試(shì)驗。他認爲當(dāng)環厚W爲環平(píng)均直徑d的1/6時(shí),可産生穩定(dìng)的渦街。當然(rán),這種環狀渦(wo)街流量計進(jin)入實用尚有(yǒu)不少間題有(yǒu)待解決,如環(huán)狀發生體的(de)支承、渦街🔴頻(pin)率的檢測等(děng)。

(2)研(yan)究檢測渦街(jiē)頻率的方法(fǎ)。檢測頻率的(de)方法很多,如(rú)🏃:熱絲、熱敏、超(chāo)聲、電磁、應變(bian)、擴散矽、電容(róng)、壓電等。早期(qi)的熱絲、熱敏(min)方法👉靈敏度(dù)雖然較高,但(dàn)由于檢測🏃‍♀️元(yuán)件暴露在流(liú)體之中,易受(shòu)污染而導緻(zhi)靈敏度下降(jiang),允許承受的(de)溫度也較低(dī),近年來不少(shao)廠家将壓電(dian)或擴散矽封(fēng)裝在渦街發(fa)生體内或管(guǎn)道外的檢測(ce)杆上,使渦🏒街(jie)流量計的溫(wen)度上限提高(gāo)到300℃,抗污染能(néng)力也大✔️有提(ti)高,擴大了儀(yí)表的應用領(ling)域。
(3)研究頻率(lǜ)的信息處理(lǐ)。在信息處理(li)上采取一些(xiē)措🔞施可☀️以提(tí)高頻率檢測(cè)的穩定性,降(jiang)低低頻波動(dong)的噪聲🔞源等(deng)🍉,以彌補流體(tǐ)振蕩信息之(zhi)不足。其次,爲(wèi)提🌈高流量測(ce)量的🤩精确度(du)🚩,除了渦街頻(pin)率💜信息外,還(hai)可引入溫度(dù)、壓力檢測信(xìn)息組成質量(liang)流量計。微型(xíng)機的普及、推(tui)廣和成本不(bu)斷下降,也爲(wèi)渦街流量計(ji)的智能化辟(pi)開了廣闊的(de)前景。
2.電磁流(liu)量計
　　 電磁流(liú)量計 也是一(yī)種很有前途(tú)的流量儀表(biǎo)。由于儀表中(zhōng)沒有任🈲何㊙️障(zhang)礙🔴物,特别适(shì)用于測含有(you)固相物的液(ye)體流✔️量,如🧑🏾‍🤝‍🧑🏼污(wu)水、紙漿、礦漿(jiāng)📧等。近年來,歐(ou)、美、日等先進(jìn)國家🔞生産這(zhe)種儀表☀️的廠(chǎng)家約占流量(liàng)儀表廠家的(de)10~2。腸,現場應用(yong)比重也不斷(duan)🎯增加,特别在(zài)以下幾⛷️個方(fāng)面有了較大(da)的發展:
(l)擴大(dà)了流體的應(yīng)用範圍。限制(zhi)使用電磁流(liú)量計的主要(yào)⭐因素是🎯流體(tǐ)導電率,其下(xia)限爲50微姆歐(ōu)/厘米。1984年國外(wai)推出了高📞靈(ling)敏度的⁉️電磁(cí)流量計,流體(tǐ)的導電率可(ke)低至1微姆歐(ōu)/厘米,儀表口(kǒu)徑爲裏~4英寸(cùn)。
(2)增加了抗幹(gàn)擾能力。過去(qu),電磁流量計(jì)勵磁采用50Hz交(jiao)✔️流電,電源雖(suī)簡單,但易受(shou)市電幹擾,零(ling)漂較嚴重。現(xian)在采用了鍵(jiàn)控開關電路(lù)💋,低頻方波勵(li)磁,排除了幹(gàn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼擾,減少了零(líng)漂,儀表準确(què)度從1.5級提高(gāo)到0.5級。
(3)非接觸(chù)電極。傳統的(de)電磁流量計(ji)在管内有一(yi)對與被測介(jie)質相接觸的(de)電極,在測強(qiang)腐蝕液體及(jí)污穢漿液時(shí),電極裸露部(bu)份易😘被腐蝕(shi)或污損。一種(zhǒng)電容禍合電(diàn)極的電磁流(liú)量計,口徑中(zhong)65至中500,在管道(dao)内不再有裸(luǒ)露部分,克服(fú)了被腐蝕⛱️、污(wū)損的缺👨‍❤️‍👨點。
(4)微(wei)型化。由于管(guan)内流速分布(bù)是非均勻的(de),因此,采用非(fēi)均勻磁💰場可(kě)以有效地利(lì)用磁場強度(dù),從而使電磁(cí)流量計的口(kǒu)徑進一步🐇微(wēi)型化。
三、插入(ru)式流量儀表(biǎo)發展迅速
　　流(liu)量儀表的體(ti)積與重量是(shì)随口徑成立(lì)方增長的,如(ru)果按比例放(fàng)大結構,将使(shǐ)大口徑流量(liang)僅表顯得🌈特(tè)别笨重。其次(cì),當口徑較小(xiǎo)時,流量儀表(biao)的壓損無關(guan)緊要,而當口(kou)徑(如孔闆)增(zeng)大時,其壓損(sun)折合年運行(háng)費将大得難(nán)以爲🆚人們所(suo)接受。因此,大(dà)口徑流量儀(yí)表應具有結(jié)構簡單、壓損(sǔn)較小的特🐆點(dian),按此要求,插(chā)入式流量儀(yi)表用于大口(kou)徑流量測量(liàng)較爲适宜。
　　插(cha)入式流量儀(yi)表是一種以(yi)插入式安裝(zhuāng)形式爲特征(zheng)的儀表,如插(chā)入式渦輪、 插(chā)入式渦街流(liu)量計 、 插入式(shi)電磁流量計(ji) 以及皮托管(guǎn)、皮托文丘利(lì)管等等。這些(xiē)插入式流量(liàng)儀表一般指(zhi)測管道内某(mou)一點流速以(yi)推算流量的(de)儀表。這種測(ce)量方法對直(zhí)管道長度有(you)較高的要求(qiu)✍️,而現場中的(de)流速分布不(bu)可能那麽嚴(yán)格規範,因此(cǐ),按ISO7145的推算,用(yòng)該方法測流(liú)量的準确度(du)很難超過±3%。
爲(wèi)提高插入式(shi)流量儀表的(de)準确度,有人(rén)提出了這樣(yang)的設想:安裝(zhuang)仍保持方便(bian)的插入形式(shi),而在管道直(zhí)徑方向測多(duō)㊙️點流速以🈲适(shì)應管道中流(liu)速分布的🍉變(bian)化。

　　近年來,一種(zhong)雙槳反向插(chā)入式渦輪流(liu)量計(見圖3),它(ta)📧其有二💘個槳(jiang)葉,旋轉方向(xiang)相反,沿管道(dào)直徑方向插(cha)入。測試表明(míng)它可以🈲在較(jiao)寬的範圍内(nei)适應流速分(fèn)布的變化,即(jí)使是較惡劣(lie)的流場下,如(ru)在緊接900彎頭(tou)不到ZD的地方(fang)安裝流量計(ji),仍可保持較(jiào)高準确度。與(yǔ)單槳葉插入(ru)⛱️式渦輪流量(liàng)計比較,準确(què)度可提高約(yuē)🈲三倍。

　　提高插(cha)入式流量計(jì)準确度的另(lìng)一途徑是通(tong)過檢測頭的(de)微型🈲化來減(jiǎn)小對流場的(de)幹擾。插入式(shi)渦輪流量計(jì)檢☔測頭直徑(jìng)不到2英寸,這(zhè)種儀表還有(you)一個定位機(jī)構以保💯證安(ān)裝時葉輪⛱️的(de)軸線與管道(dào)軸線相平行(háng);插入式電磁(ci)流量計的🌂檢(jian)測頭直徑僅(jin)l英寸,可用于(yú)在4、60英寸管道(dào)上測流量。除(chu)此而🌂外,有些(xie)儀表還附屬(shǔ)了一些機構(gòu),使儀表功能(néng)更趨完善,如(rú)插入式電磁(ci)流量計,具有(yǒu)檢測流量變(biàn)化♈範圍的數(shu)字開關以及(jí)監測管道中(zhong)♍流動情況的(de)信号開🤞關和(hé)低流量開關(guan)。

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