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技術(shù)文章-液體流量計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-03-17 09:42:13 人氣: 1380
測(cè)量流體流量的儀表統(tǒng)稱(chēng)為液體流量計(jì)或流量表。液體流量計(jì)是工業(yè)測(cè)量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來(lái)越高。流量測(cè)量技術(shù)日新月異,為了適應(yīng)各種用途,各種類(lèi)型的流量計(jì)相繼問(wèn)世,目前已投入使用的流量計(jì)已超過(guò) 100 種。
每種產(chǎn)品都有它特定的適用性,也都有它的局限性。按測(cè)量原理分為力學(xué)原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電學(xué)原理、光學(xué)原理、原子物理學(xué)原理等。
按流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分類(lèi),有容積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、流體振蕩流量計(jì)中的渦街流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)和插入式流量計(jì)。
按測(cè)量對(duì)象劃分,就有封閉管道和明渠兩大類(lèi);按測(cè)量目的又可分為總量測(cè)量和流量測(cè)量,其儀表分別稱(chēng)作總量表和流量計(jì)??偭勘頊y(cè)量一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道的流量,是以短暫時(shí)間內(nèi)流過(guò)的總量除以該時(shí)間的商來(lái)表示,實(shí)際上流量計(jì)通常亦備有累積流量裝置,做總量表使用,而總量表亦備有流量發(fā)訊裝置。因此, 以嚴(yán)格意義來(lái)分流量計(jì)和總量表已無(wú)實(shí)際意義。
01、電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)內(nèi)部裝有兩個(gè)勵(lì)磁線圈,通過(guò)被稱(chēng)為急削的幫助,這些線圈會(huì)在整個(gè)測(cè)量管橫截面上產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。兩個(gè)用于測(cè)量感應(yīng)電壓的電*,以一定的角度安裝在管壁內(nèi)。測(cè)量管內(nèi)壁安裝的襯里,防止了導(dǎo)電液體和金屬管之間形成短路。起初,當(dāng)液體沒(méi)有流動(dòng)的時(shí)候,兩個(gè)電*之間不會(huì)測(cè)量到任何感應(yīng)電壓。導(dǎo)電液體中的帶電粒子平均分布。這里分別以紅色和藍(lán)色綠色表示,然而,只要液體開(kāi)始在測(cè)量管中流動(dòng),磁場(chǎng)相對(duì)帶電粒子施加作用力。由此,液體中的正負(fù)帶電粒子被分開(kāi),并集中到管壁的兩側(cè)。
此時(shí),兩個(gè)電*將檢測(cè)到電壓波形,并進(jìn)行測(cè)量。該電壓與管道中流體的流速成正比,與已知管道橫截面一起??捎?jì)算出實(shí)際的體積流量。流速越大,帶電粒子分離就越大。從而電*之間測(cè)量到的電壓就越大。實(shí)際應(yīng)用中,電*在測(cè)量到真實(shí)電壓的同時(shí),也測(cè)量到了干擾電壓。而干擾電壓必須從真實(shí)的信號(hào)中分離出來(lái),一個(gè)成功的分離干擾電壓的方法,是使用直流脈沖產(chǎn)生磁場(chǎng)。這樣一來(lái),磁場(chǎng)*性被交替互換。這里以慢動(dòng)作說(shuō)明,現(xiàn)在在測(cè)量電機(jī)上獲取的電壓將不斷改變磁性。由此可消除所有恒定干擾電壓。例如液體中的電化學(xué)影響或外部磁場(chǎng)的電磁影響。這樣,此類(lèi)干擾電壓的大小將不會(huì)對(duì)實(shí)際檢測(cè)信號(hào)有任何影響,其優(yōu)勢(shì)是穩(wěn)定的測(cè)量和穩(wěn)定的系統(tǒng)零點(diǎn)。定的測(cè)量和穩(wěn)定的系統(tǒng)零點(diǎn)。
02、孔板流量計(jì)
孔板流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、輕工等部門(mén)??装辶髁坑?jì) (又稱(chēng)節(jié)流裝置、差壓式流量計(jì))是測(cè)量流量的差壓發(fā)生裝置,配合各種差壓計(jì)或差壓變送器可測(cè)量管道中各種流體的流量。
被測(cè)流體為液體時(shí),為防止氣泡進(jìn)入導(dǎo)壓管,取壓口應(yīng)處工藝管道中心線下偏≤45°的位置上,正負(fù)取壓口處于與管道對(duì)稱(chēng)位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平面上被測(cè)流體為氣體時(shí),為防止液體(冷凝液)進(jìn)入導(dǎo)壓管,取壓口應(yīng)處工藝管道中心管道上方線上偏≤45°的位置上,正負(fù)取壓口處于與管道對(duì)稱(chēng)位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平線上。被測(cè)流體為蒸汽時(shí),應(yīng)保證冷凝器中冷凝液面恒定和正負(fù)導(dǎo)壓管上的冷凝面高度一致。正負(fù)壓口處于與管道對(duì)稱(chēng)位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平面上。
03、渦街流量計(jì)
16世紀(jì)意大利人雷奧納多達(dá)芬奇,觀察到漩渦如何在流動(dòng)的水中形成。大約400年以后,匈牙利物理學(xué)家卡門(mén)描述了這些漩渦形成的物理定律。以下就是該測(cè)量方法的原理,每個(gè)渦街流量計(jì)內(nèi)都有一個(gè)擋體安裝在管道中央,該擋體適用于干擾流場(chǎng)的障礙物。擋體下游是一個(gè)用于記錄流動(dòng)流體所產(chǎn)生的*精微壓差的機(jī)械傳感器。如果流體不流動(dòng),將不會(huì)形成漩渦。一旦流體開(kāi)始流動(dòng),并達(dá)到一定的流速。將在擋體下游逐漸形成漩渦。這些漩渦在擋體兩側(cè)交替分開(kāi),并由流體帶走?,F(xiàn)在擋體的下游形成高壓和低壓區(qū)從而出現(xiàn)了被稱(chēng)為卡門(mén)渦街的現(xiàn)象。
這些壓差與通過(guò)漩渦的頻率完全匹配,并由機(jī)械傳感器精確計(jì)量。這里以慢動(dòng)作顯示,該傳感器非常獨(dú)特,因?yàn)樗鼉?nèi)在的平衡系統(tǒng)使得管道在承受高達(dá)1G的振動(dòng),壓力沖擊和溫度驟變時(shí),都對(duì)測(cè)量沒(méi)有任何影響。兩個(gè)連續(xù)漩渦之間的距離,與流體的特定體積相對(duì)應(yīng)。因此,對(duì)通過(guò)的漩渦進(jìn)行計(jì)數(shù)可計(jì)算總的流量。流速越高,測(cè)得漩渦的頻率就越高。在一些應(yīng)用中,速度太低,以致無(wú)法形成可檢測(cè)到的漩渦。然而,可以通過(guò)安裝縮徑的渦街流量計(jì)來(lái)增加速度。該變動(dòng)不會(huì)影響測(cè)量精度??稍趥鞲衅髦屑尤霚囟葌鞲衅鱽?lái)增加功能,此類(lèi)配置加上內(nèi)置流量計(jì)算儀,可計(jì)算隨溫度變化的質(zhì)量流量或能量流。該功能在飽和蒸汽或各類(lèi)工業(yè)氣體的測(cè)量中尤為重要。
04、超聲波流量計(jì)
根據(jù)對(duì)信號(hào)檢測(cè)的原理超聲流量計(jì)可分為傳播速度差法(直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。超聲流量計(jì)和電磁流量計(jì)一樣,因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件,均屬無(wú)阻礙流量計(jì),是適于解決流量測(cè)量困難問(wèn)題的一類(lèi)流量計(jì),特別在大口徑流量測(cè)量方面有較突出的優(yōu)點(diǎn),它是發(fā)展迅速的一類(lèi)流量計(jì)之一。
05、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)
在沒(méi)有流體流經(jīng)流量管時(shí),流量管由安裝在流量管端部的電磁驅(qū)動(dòng)線圈驅(qū)動(dòng),其振幅小于1mm,頻率約為80Hz,流體流入流量管時(shí)被強(qiáng)制接受流量管的上下垂直運(yùn)動(dòng)。在流量管向上振動(dòng)的半個(gè)周期內(nèi),流體反抗管子向上運(yùn)動(dòng)而對(duì)流量管施加一個(gè)向下的力;反之,流出流量管的流體對(duì)流量管施加一個(gè)向上的力以反抗管子向下運(yùn)動(dòng)而使其垂直動(dòng)量減少。這便導(dǎo)致流量管產(chǎn)生扭曲,在振動(dòng)的另外半個(gè)周期,流量管向下振動(dòng),扭曲方向則相反,這一扭曲現(xiàn)象被稱(chēng)之為科里奧利(Coriolis)現(xiàn)象,即科氏力。
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