電磁流量計的适配器形狀對應力的影響-江蘇省孝感尼蓝纺织制造有限责任公司(AI智能站)

摘要:在電(diàn)磁流量計 中(zhong),适配器用于(yu)連接傳感器(qì)部分和變送(sòng)器部分。在一(yī)體式電磁流(liú)量計中,由于(yú)電磁流量計(jì)的變送器部(bu)分比較重,在(zài)運輸過程中(zhong)或者管道發(fa)生振動的時(shí)候,要求适配(pei)器能夠抵抗(kang)此時振動所(suǒ)産生的應力(lì)。适配器的結(jie)構形🥰式直接(jiē)影響了應力(lì)🛀🏻的分布,選擇(zé)适當的适配(pei)器結構,能夠(gou)極大地降低(di)應力的分布(bù),從而降低适(shi)配器斷裂的(de)風⭐險。
　　電磁流(liú)量計是根據(ju)法拉第電磁(ci)感應定律制(zhì)成的--種測量(liang)導🌏電🤟性液體(ti)體積的儀表(biǎo),由于具有無(wu)壓損、可以測(ce)量🔞較寬的流(liu)🔆量範🤟圍、測量(liang)液體與溫度(du)無關以及成(chéng)本比較低的(de)優勢，所以現(xian)在已經被廣(guǎng)泛用⛹🏻‍♀️于各種(zhǒng)行業。從安裝(zhuāng)形式看,電磁(ci)流量計主要(yao)分爲遠程式(shì)電磁流量計(ji)和一體式電(dian)磁流量計。其(qí)中對于極其(qi)惡劣的工況(kuang)，比如高腐蝕(shi)和高溫的環(huán)境,客戶一般(bān)定制一體🏃‍♂️式(shi)不鏽.鋼電磁(cí)流量計。但是(shi)一體式不鏽(xiù)鋼電磁流量(liàng)計的變送器(qi)外殼材🏒料也(ye)采用不鏽鋼(gang),所以變送器(qì)比較重,在運(yùn)輸過程中或(huo)者管道發生(shēng)振動的時候(hòu)，會導緻變送(sòng)器與傳感器(qì)的連接部分(fen)的應力較大(dà),如果應力大(da)于材料的屈(qu)服應力，極有(yǒu)可能會導緻(zhì)變送器和傳(chuán)感器的連接(jiē)部分發生斷(duan)裂。流量計的(de)結構抗振性(xing)🌍由多方面因(yīn)素決定,其中(zhong)一個重🏃‍♀️要的(de)因素就是适(shì)配器的結構(gou)，不同🔞的适配(pèi)器結構會産(chǎn)生不同的應(yīng)力效果。
一、電(diàn)磁流量計适(shi)配器結構分(fen)析
　　電磁流量(liang)計主要由傳(chuan)感器和變送(song)器組成,傳感(gan)器的外殼通(tōng)常💚采用碳鋼(gāng)或者不鏽鋼(gāng)材料，也有部(bu)分‼️廠家采用(yòng)🙇🏻了鋁合金材(cai)料，在這裏我(wǒ)們隻針對于(yu)不鏽鋼材料(liào)的外殼進行(háng)分析。從安裝(zhuang)形式看,電磁(ci)流量計分爲(wèi)遠程式安裝(zhuāng)和一體式結(jié)構安裝,一體(tǐ)式的電磁流(liu)量計的變送(song)器直接安裝(zhuāng)在傳感器上(shang)，那麽适配器(qì)具體是指用(yong)于連接👨‍❤️‍👨傳感(gǎn)器和變送器(qi)的部分。一般(bān)♊适配器是焊(han)接到傳感器(qi)🚩的外殼上,适(shì)配器🔞與傳感(gǎn)器外殼的㊙️連(lián)接結構大多(duō)分爲兩種,一(yi)種爲圓形結(jie)構,一種爲長(zhang)方形結構。在(zai)市面上常見(jian)的幾種國際(ji)品牌的電磁(cí)流量計中,西(xi)門子電磁流(liú)量👅計爲圓形(xíng)的适配器,科(ke)隆電磁流量(liang)計爲圓形的(de)适配器，羅斯(si)蒙特電磁流(liú)量計爲📐圓形(xing)結構的适配(pèi)器和長方形(xing)結構的适配(pei)器。
二、電磁流(liú)量計适配器(qì)結構比較
　　下(xia)面通過ANSYS(有限(xiàn)元分析軟件(jian))仿真程序來(lái)去驗證在同(tong)🏒等✂️的情🏃🏻況下(xia)哪一.種形狀(zhuang)産生的應力(lì)更小。由于在(zài)驗👈證的時候(hòu)所采用的變(bian)送器和傳感(gan)器外殼一緻(zhi),所以🌈在仿真(zhēn)模型的🌈處理(li)上,不用對整(zheng)個電磁流量(liàng)計進行🏃🏻‍♂️處理(lǐ)，隻需㊙️要對局(ju)部進行仿真(zhēn)驗.證。由于✍️電(diàn)磁流量計所(suǒ)應用的區🐉域(yù)位于具有♌較(jiào)低振動的💘管(guan)道,所以在測(cè)🔆試電磁流量(liàng)計的時候，基(jī)于IEC61298-3-2008國際電工(gōng)委員會标準(zhǔn)規範，選擇🔴了(le)2G的正弦掃頻(pín)振動，其基本(ben)要求如下:掃(sao)頻頻率範圍(wéi)爲10-57.5Hz,正弦掃頻(pin)🌈振動,最大振(zhèn)幅0.15mm,掃頻速度(du)0.5oct/min;掃頻頻率範(fàn)圍爲57.5-1000Hz,正弦掃(sao)頻振動,最🔴大(da)峰值加速度(du)爲2G,掃頻速㊙️度(du)0.5oct/min。仿真程序步(bù)驟如下:
第一(yī),模型建立，利(li)用三維軟件(jian)ProE所建立的三(san)維模型👨‍❤️‍👨導入(ru)到ANSYSWorkebench(協同仿真(zhēn)平台)中,模型(xíng)建立的時候(hou)僅僅選擇傳(chuan)📞感器💯的中間(jiān)部分外🈲殼和(he)适配器。
第二(er)，靜應力分析(xi),用于分析僅(jǐn)僅施加重力(lì)加速度♌時的(de)應力分布。
第(di)三,模态分析(xi),用于查找共(gong)振的各個頻(pin)率以及共振(zhen)的模态。
第四(sì),諧響應分析(xi),用于分析在(zài)共振情況下(xià)的應力分🐉布(bù)情況,判定出(chū)最惡劣的振(zhen)動方向。
　　圓形(xing)的适配器是(shì)焊接到傳感(gan)器外殼上的(de)，在這裏隻是(shì)截取部分外(wai)殼進行分析(xī),選擇了适配(pèi)器與傳感器(qi)外殼的連接(jiē)區域,在共振(zhen)的時候，其應(yīng)力最大，最大(da)應力爲327MPa。長✏️方(fāng)形的适配器(qì)同樣也是焊(han)接到傳感器(qì)外殼上,所分(fèn)析的部分同(tong)圓形的适配(pèi)器是:一⚽緻的(de)，在共振的時(shí)候,應力最大(da)，其最大應力(li)爲1700MPa,最大應力(lì)産生在長👨‍❤️‍👨方(fang)形的角上，極(ji)其容易發生(sheng)應力集中。
　　對(dui)于共振頻率(lü)的分析，由于(yú)其選擇模型(xíng)的部分隻爲(wei)♉局部模🌈型，所(suo)以仿真的共(gong)振頻率是與(yu)實際不完全(quan)符合的，但是(shì)🔱其趨勢一緻(zhì)。圓形适配器(qi)結構最大應(yīng)力對應的共(gòng)振頻率爲287.3Hz，長(zhang)方形适配器(qi)結構最大🌏應(ying)力對應的共(gòng)振頻率爲70.2Hz。
三(sān)、結語
　　通過.上(shang)面的ANSYS仿真分(fèn)析,在同等情(qing)況下,适配器(qì)形狀對于應(yīng)力的分布有(yǒu)着很大的影(ying)響，圓形的适(shì)配器在應力(lì)分❓布.上更加(jia)均勻，同時也(ye)不容易産生(sheng)應力集中,應(ying)力的峰值也(yě)比較小。此外(wai),圓形的适配(pei)器.的共振頻(pín)率遠遠高于(yu)方形的适配(pei)器結構，說明(míng)圓形🍓的适配(pei)器的結構更(geng)加不容易發(fā)生共振。綜上(shàng)所述,在發生(sheng)沖擊的時候(hòu),圓形适配器(qi)的結構抵抗(kàng)沖擊性會更(gèng)強，破裂風險(xian)會更低，所以(yǐ)在設計适配(pei)器的🔞時候，在(zài)不影響其他(ta)🛀方面的情況(kuang)下,建議采用(yòng)圓形的适配(pèi)器結構，避免(miǎn)選擇長方形(xing)或者方形的(de)适配器。