摘要：本文介(jiè)紹了幾種冶金工(gong)業常用流量計 的(de)原理結構及它們(men)在選型安裝和維(wei)護方面的應㊙️用,旨(zhi)在探讨工業生産(chan)中如何合理選擇(zé)适用又經濟的🐪流(liu)量儀表❄️。
1前言
　　在冶(yě)金工業生産中,會(hui)涉及各類氣體蒸(zhēng)汽和液體的流量(liàng)測量🐇,随着工業自(zi)動化儀表的發展(zhǎn),流量計儀表💃🏻不斷(duan)推陳出新🤟。因此，合(he)理選擇測量方法(fǎ)及功🌍能特性經濟(jì)适用的流💋量儀表(biǎo)是非常必要的。以(yǐ)下就幾種工業常(chang)用流量測量方法(fǎ)計及儀表選型進(jin)行一些實用性介(jie)紹。
2差壓式流量計(ji)
　　差壓式流量計 是(shi)目前工業生産中(zhong)測量氣體、蒸汽液(ye)體流量常用的一(yī)種儀表,也是發展(zhǎn)較早,研究比較成(cheng)熟及完善的測量(liàng)儀表,目🌂前相應品(pin)種在國際國内均(jun1)已标準化。
2.1 差壓式(shì)流量計的組成及(ji)原理
　　差壓式流量(liàng)計主要包括兩部(bù)分:節流裝置和差(chà).壓計。常用節流裝(zhuang)置有标準孔闆标(biao)準噴嘴和文丘利(li)管等。其工作原理(li)是:在管✂️道内部裝(zhuang)有孔闆噴嘴等節(jiē)流件,當流體流經(jing)節流件時,流束産(chan)生局部收.縮,流速(sù)增加,靜壓力降低(di),節流件前後就會(huì)産生靜壓🧑🏾‍🤝‍🧑🏼力差。根(gēn)據能💛量守恒定律(lǜ)和流動連續性方(fang)程的基本原理,得(de)出流體的流量與(yǔ)差壓的平方根成(chéng)正比。所以通過測(ce)量流體差壓✉️,便可(kě)計算流體流量。
2.2差(chà)壓式流量計的使(shi)用範圍及安裝要(yào)求
2.2.1标準節流裝置(zhì)的使用範圍
　　據國(guó)家标準規定，标準(zhǔn)節流裝置的流量(liang)比應等于13,在個♉别(bie)情況♈下可取14,當流(liu)量比小于上述值(zhí)時,測小💁流量時誤(wù)差将增大⛹🏻‍♀️。使用的(de)節流裝置不同,适(shi)用的管道直📐徑D直(zhi)徑🏒比和雷諾數也(ye)🏃‍♀️不相同🐇，均有相應(yīng)标準規定。
2.2.2.安裝要(yao)求
　　節流裝置應安(an)裝在有恒定截面(mian)積的兩段圓形管(guan)道之間。爲了保證(zheng)測量精度,要求流(liu)束勻直充分擴👌散(sàn),且無旋渦,所以安(an)裝條件很重要。節(jiē)流裝置的安裝位(wèi)置前後直🍉拉段長(zhang)度均應👉遵照規定(dìng)執行。
2.2.3節流裝置的(de)輔件要求
　　爲避免(miǎn)高溫有腐蝕介質(zhi)對測量造成的影(ying)響,當介🔱質溫度大(da)于70℃時須附加冷凝(ning)器;當介質爲腐蝕(shi)性高粘度以凍結(jié)、以析出固體時須(xū)加隔離器。當介質(zhì)爲💃🏻氣體時須附加(jiā)沉降器;當介質爲(wei)液體時須附加集(ji)😄氣器。
　　由于差壓式(shi)流量計具有測量(liang)方法簡單沒有可(ke)動零件工作可靠(kào)适應性強,可不經(jing)實流标定而能保(bǎo)證一定的測量精(jing)度等一系列優點(diǎn),從而能廣泛應用(yong)于生🔞産流程中。但(dan)爲了保證好的使(shǐ)用效果,應根🔴據需(xū)要增♈加冷凝器、集(jí)氣器、沉🌏降器和隔(ge)離器等輔📧件,維護(hù)中要對節流件和(hé)輔件定期檢查及(jí)時清除💛污垢。
3彎管(guan)流量計
　　彎管流量(liàng)計是最近發展的(de)節能型差壓式流(liú)量測量系統,目前(qian)廣泛應用于冶金(jīn)化工熱電制藥等(deng)部門的液體氣體(tǐ)、蒸汽的測量,适用(yong)于各種工業現場(chang),可作爲長期監測(cè)流量的測量裝置(zhì)。
3.1彎管流量計的組(zu)成及原理
　　彎管流(liú)量計主要由彎管(guan)傳感器二次表差(cha)壓變送器🌈及一些(xiē)管👨‍❤️‍👨道閥門組件組(zu)成。其工作原理如(ru)圖1所示,當流體通(tōng)過彎管傳感器時(shí),由于流體受到傳(chuan)感器的束縛,被迫(pò)作圓周圍運動(即(jí)強制旋流),彎管與(yǔ)流體之間産生相(xiàng)互⛹🏻‍♀️作用力。流體按(àn)照彎管的曲率作(zuò)圓周運動😍産生離(lí)心力，該離心力的(de)大小與流體的流(liu)速v密度ρ及所作圓(yuan)周運動的曲率半(bàn)徑R有關,其表現爲(wei)流體對傳感器的(de)内外側形💰成壓力(lì)差δP,該壓🤟力差的大(da)小通過差壓變送(sòng)器檢測轉化爲4~20mA信(xin)号,送入二次儀表(biao),經标準電阻将電(diàn)流信号轉換成電(diàn)壓信号,通過80C552内部(bu)模拟開關和A/D轉換(huan)器轉換成數字信(xin)号，然後進行👨‍❤️‍👨必要(yào)的計算和❗邏輯分(fen)析,将結果分别送(sòng)到顯示存儲輸出(chu)等單元。
 
3.2彎管流量(liang)計的特點及應用(yong)
　　彎管傳感器能測(ce)量φ25~1000mm管道中各種流(liú)體的流量。其特點(dian)有以下幾種。
3.2.1彎管(guǎn)傳感器沒有任何(hé)插入件和感測件(jian),是沒有附☔加阻♌力(li)損失的節能型流(liú)量傳感器。結構簡(jiǎn)單,工作🌍可靠,節能(néng)降耗,節約運行費(fei)用,适合壓力低,大(dà)管徑,大流量的流(liú)量💃測量系✏️統使用(yong)。
3.2.2耐磨性能好,使用(yong)壽命長,傳感器使(shǐ)用壽命等同于所(suo)替代的标準彎頭(tou)。長期運行管徑的(de)微小磨損對彎管(guǎn)傳感器的測量㊙️精(jīng)度影響甚微。
3.2.3安裝(zhuang)方便,免維護,傳感(gan)器采用直接焊接(jiē)的方法安裝在工(gong)藝管道上,簡便經(jīng)濟,不會産生洩漏(lòu)問題。
3.2.4适應性強,測(ce)量範圍寬,傳感器(qi)不受工作現場的(de)高溫粉☎️塵潮😍濕震(zhèn)動、電磁場等不利(lì)因素的影響，,可在(zài)任何複雜的環境(jìng)中工作。适用于中(zhong)25~2000mm管道中,液體流速(su)0.3~5m/s,蒸汽或氣體流速(su)7~70m/s的廣闊範圍。
3.2.5傳感(gǎn)器對直管段的要(yào)求較低,隻要滿足(zu)前5D後2D就可以♉獲得(de)足夠的測量精度(du)。
4電磁流量計
4.1電磁(cí)流量計的測量原(yuan)理
　　電磁流量計 的(de)測量原理基于法(fa)拉第電磁感應定(dìng)律,如圖2所示，即導(dǎo)電液🏃🏻‍♂️體在磁場中(zhōng)作切割磁力線運(yùn)動時,導體中産生(shēng)感應電壓U,其感應(ying)電壓信号通過兩(liǎng)個與流體直接接(jie)觸的♈電極檢出,并(bing)通過電纜🥰傳送至(zhì)放大💁器,然後轉☀️換(huan)成統一輸出信号(hao)。
 
4.2電磁流量計的特(te)點及應用
　　電磁流(liu)量計發展至今在(zai)關鍵性技術上有(yǒu)了較大突破,主要(yào)特點體現在以下(xià)方面。
4.2.1将50Hz交流勵磁(cí)改進爲低頻矩形(xíng)波勵磁,大大消除(chu)了工頻及現場各(gè)種雜散電磁場幹(gan)擾的影響,可免去(qù)原來的要🙇🏻求的電(dian)極引線嚴格接地(di)的條件,工作2穩定(ding)可靠。
4.2.2電極安裝的(de)密封技術和勵磁(ci)線圈的防潮技術(shu)有了可靠保證避(bi)免因滲漏和受潮(cháo)而造成儀表損.壞(huai)。
4.2.3接觸被測介質的(de)隻有襯裏和電極(ji),可達到良好的耐(nai)腐蝕性和耐磨性(xìng),因此可測量各種(zhong)強酸強堿化工溶(róng)液。
4.2.4電磁流量計測(ce)量管内無阻流及(ji)活動部件,不會造(zào)成🔱額外的能量損(sǔn)失,也不會堵塞,節(jiē)能效果顯著。但💁要(yào)求✏️被測介質是導(dǎo)💰電性的液體或液(yè)固相介質,因此一(yī)般的自來🆚水各種(zhǒng)⛷️酸堿鹽溶液污😄水(shui)泥漿礦漿紙漿等(děng)都可以用電磁流(liu)量計😍測量,而非導(dǎo)電的介㊙️質如酒精(jīng)純丙酮汽油等油(you)類物質不能用電(dian)磁流量計測量。
4.2.5安(an)裝要求低,前置直(zhi)管段隻要5D,後置直(zhi)管段爲2D(D爲所選管(guǎn)道的内直徑)。
4.2.6測量(liàng)精度高，能達到測(ce)量值的±0.2%,而且可測(cè)正/反二個方向的(de)流量。
4.2.7量程比大,最(zui)大爲15001,能夠較好、全(quán)面.地追蹤流量,正(zhèng)确👌地測量夜間小(xiǎo)流量。
4.2.8具有良好互(hù)換性,傳感器轉換(huàn)器可以互換,不必(bì)重新進🍓行實🏃‍♂️流标(biāo)定就可達到精度(dù)。由于具有以上一(yī)系列❄️優點,電磁流(liú)量✍️計工業生産中(zhong)得到非常廣泛的(de)應用,成爲導電液(yè)體流量測量的首(shou)選儀表。
5.渦街流量(liàng)計
5.1渦街流量計的(de)測量原理
　　渦街流(liu)量計 工作原理以(yǐ)卡曼渦街爲基礎(chu),當流體流經非流(liú)線型檔體時,在檔(dang)體兩側交替産生(sheng)旋渦信号。當雷諾(nuò)數大于一定值時(shí)，旋☀️渦的雷諾數與(yǔ)平均流量成正比(bǐ),因而🛀也與流量成(cheng)正💋比。有旋渦引起(qi)🎯的交替壓力變化(hua),通過🧡發生體側孔(kong)傳遞給🔞差動電容(rong)傳感器,差動電容(róng)傳感器檢測到這(zhè)些壓力脈沖并轉(zhuǎn)換成電信号,前置(zhì)放大器将這些正(zhèng)弦信号處理成爲(wèi)與流量成正比.的(de)方波脈沖輸出。
5.2渦(wo)街流量計的技術(shù)特點與應用
5.2.1具有(yǒu)高的測量精度,電(dian)子信号變換器采(cǎi)用微處理器🌂控制(zhi)技術,配合精度高(gāo)的信号處理方法(fa),使得測🚶量系🌈統能(neng)夠達💋到較高的精(jīng)度。
5.2.2具有較寬的測(cè)量範圍,量程比可(ke)達130。
5.2.3較寬的溫度使(shǐ)用範圍,流體溫度(dù)範圍爲.50℃~+400℃;環境溫度(dù)❄️範圍爲-30℃~+80℃.
5.2.4增強的抗(kang)震動性能,采用差(chà)動電容傳感器，抗(kàng)震動性能🌐好,達到(dào)✏️1g。
5.2.5高可靠性,無運動(dong)部件,無機械磨損(sun),無須機械維修,電(diàn)路元🆚件💋采✌️用表面(mian)貼裝工藝,結構緊(jǐn)湊,可靠性高。
基于(yú)以.上特點,渦街流(liu)量計可方便地實(shí)現液體、氣體和蒸(zhēng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼汽的質量流量的(de)測量,并能适應工(gōng)業上較髒的煤氣(qi)流量的測量。
6.超聲(sheng)波流量計
6.1超聲波(bō)流量計的測量原(yuan)理
　　超聲波流量計(jì) 利用聲波在流動(dòng)介質中傳播時，其(qí)方向與介質運動(dòng)方😘向相同時傳播(bō)速度加快,相反時(shi)傳播速度減低的(de)這一特性，通過測(cè)出這個速度差從(cong)而求出管道内相(xiàng)應的流量。測量速(su)度差的方法常采(cai)用時差法相差法(fa)。
6.2超聲波流量計的(de)特點及應用
　　與其(qi)它類型流量計相(xiàng)比,其優點有:可以(yi)實現非接🎯觸🔞測量(liàng)，對測量管道無插(chā)入零件,沒有流體(ti)附加阻力,不受介(jiè)質粘度導電性和(hé)腐蝕性影響,測量(liang)方式爲線性特性(xing),易于實現數字化(hua)輸出及流量的積(ji)算。其主要缺點有(you):精度不太高,約🌍±1%,另(lìng)外溫度🔞對聲波影(ying)響較大，故一般不(bu)适于溫👣度波動大(dà),介質物理特性🔞變(bian)化大的流🐅體🔞測量(liang),其次也不适于小(xiǎo)流速小管徑的流(liú)量測量,因爲👈這時(shí)相對誤差将增加(jia)。
7結束語
　　在冶金工(gong)業生産中,需要根(gēn)據現場環境被測(cè)介質特性㊙️及實用(yòng)♊性等方面合理選(xuan)擇流量儀表,應用(yong)合理則能達㊙️到預(yu)期的測量精度,反(fan)之則不能取得好(hǎo)🚶‍♀️的效果,甚至會很(hen)差。另外,正确的使(shi)用✉️和維護方法也(yě)是良好測量效果(guǒ)的保證。

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