近年來(lai),國内外流量儀表(biǎo) 總的發展趨勢有(you)以下幾個特點:`
1.由(yóu)于經典式的節流(liu)儀表(孔闆、噴嘴、文(wén)丘利管)在現場使(shǐ)用中💁暴露出不少(shao)缺點,它保持已久(jiu)的壟斷地位已經(jīng)消失,但🆚仍占有較(jiao)大的比童。
2.新型儀(yí)表(渦街、電磁、超聲(sheng))日益成熟,在現場(chang)應用中的比重逐(zhu)漸增大。
3、爲提高流(liu)量測量的準确度(dù),适應經濟核算的(de)要求,各🌈種間接補(bu)償及直接的質量(liang)流量計不斷出現(xian)。
4.微電子技術已滲(shen)透到流量儀表領(lǐng)域,出現了不少❄️新(xīn)型智能化㊙️儀表。
5.工(gōng)業的現代化、大型(xíng)化要求流量儀表(biao)的結構力求簡單(dan)、壓損👌力🛀🏻求減小,各(gè)種插入式流量儀(yi)表應運而生,發展(zhǎn)迅速。
一、孔闆儀表(biao)的現狀及改進
　　 孔(kong)闆流量計 結構簡(jian)單,适應的口徑及(ji)工況寬闊,特别是(shi)長期以來積累了(le)大量的設計、制造(zào)、使用的經驗數據(jù),國内外均已制定(dìng)了标準,即使不進(jìn)行實際校驗,也可(kě)确定流量系數,因(yin)而爲設計、使用部(bu)門廣泛采用,幾乎(hū)占現場使用流量(liang)儀表的80%左右,但在(zài)使用中也暴露🔴出(chu)不多缺點,如:
1.壓損(sun)太大。孔闆的不可(ke)恢複壓損約占輸(shū)出差壓的50腸~90呱。一(yī)台用😍于中30。口徑蒸(zhēng)汽管道上的孔闆(pǎn),由于壓損可使年(nián)運行費達上萬💋人(ren)民币。
2.特性受幾何(hé)尺寸的影響較大(dà)。由于流體的沖刷(shuā)、腐蝕㊙️以⁉️及油污的(de)粘附,孔闆銳邊的(de)流量系數有可能(neng)偏離設計值約10%。缺(quē)乏維修而又長期(qi)使用的孔闆,準🏒确(que)度最♍好也隻有3~5%左(zuǒ)右。
3.裝拆困難。對使(shi)用于大口徑管道(dao)的孔闆來說尤爲(wei)突⛱️出。
4.輸出差壓與(yu)流量呈非線性關(guān)系,量程比僅爲3：1。
　　爲(wèi)适應自動化對流(liu)量儀表提出的各(ge)種要求,在不斷出(chū)現各種新型儀表(biao)的同時,孔闆也在(zài)不斷改善中。例如(rú),爲擴大✔️量程,它本(ben)質上仍是節流儀(yí)表,但孔徑可随♌流(liu)量值的大小自行(hang)改變,從而使輸出(chu)差壓與流量成線(xiàn)性關系。該儀表的(de)量程比可達100：1,準确(que)度✊爲土1%,并可用🧑🏾‍🤝‍🧑🏼水(shui)标定後用于蒸汽(qi)管道上。
二、渦街、電(dian)磁等新型流量儀(yi)聲的應用領域不(bu)斷增大
　　 渦街流量(liang)計 的原理是:當流(liu)體流過非線性物(wù)體時将在其後産(chǎn)生周期✌️性的🌈旋渦(wō)脫落,脫落的頻率(lǜ)與流速成正比,因(yīn)此,隻要測出頻率(lü)的大小即可推算(suan)出流量值。
　　渦街流(liú)量計自七十年代(dai)問世以來發展迅(xùn)速,目前☎️國内📧外已(yǐ)有十多利`産品。其(qí)主要優點是:輸出(chu)量與流量🈲成線性(xìng)關系,量程比可達(da)10:1;輸出量爲脈沖信(xin)号,便于遠傳、數據(ju)處理及與計算機(ji)聯機;輸出量與介(jie)🔴質的溫度、壓力、粘(zhan)度、密度、成份無關(guan);無可🈲動部件,便🌐于(yu)維護,工作可靠。
　　雖(suī)然渦街流量計有(you)以上突出的優點(dian),但在現場應用中(zhōng)尚未達到預期的(de)目的。可能是由于(yú)管内的流速分布(bu)對它的工作🛀🏻影響(xiang)較大,特别是渦街(jie)的形成還有随機(ji)的不穩定現象,降(jiàng)低了流量總量的(de)準确度。其次是它(ta)不适用于測粘度(du)太大的流體以及(ji)采☁️用某些檢測方(fang)法時輸出信号靈(líng)敏度有衰減的現(xiàn)象。因此,渦街流量(liang)計的研究主要有(you)三個方面🍓:
(l)研究産(chǎn)生穩定、強烈的旋(xuan)渦發生體。目前發(fa)生體主要爲柱狀(zhuang),從‼️斷面來看有圓(yuán)、三角、梯形、矩形以(yǐ)及各種複合形✊狀(zhuang)。針對二維柱🧑🏾‍🤝‍🧑🏼體在(zài)三維圓管流可能(neng)産生随機不穩定(ding)😍現象,日本的高㊙️本(ben)正樹近年曾提出(chū)❗過采用一種環形(xíng)旋渦發生體🔞(見圖(tú)1),并進行了一些🐕試(shi)驗。他認爲當環厚(hòu)W爲環平均直徑d的(de)1/6時,可産生穩定的(de)渦街。當然,這種環(huan)狀渦街流量計進(jìn)入實用尚有不少(shǎo)間題有待解決,如(rú)環狀發生📧體的支(zhi)承、渦街頻率的檢(jian)測等。

(2)研究檢測渦(wō)街頻率的方法。檢(jian)測頻率的方法很(hen)多,如:熱絲、熱敏、超(chao)聲、電磁、應變、擴散(san)矽、電容、壓電等。早(zao)期的❗熱絲、熱敏方(fang)法靈敏度雖然較(jiào)高,但由于檢測元(yuan)件暴📐露在流體之(zhī)中🈲,易受污染而導(dǎo)✍️緻靈敏度下降,允(yǔn)許承受的溫度也(ye)較低,近年來不少(shao)廠家将壓電或擴(kuò)散矽封裝在渦街(jie)發生體内或管道(dao)外的檢測杆上,使(shǐ)渦街流量計的溫(wēn)度上限提高到300℃,抗(kàng)污染能力也大有(yǒu)提高,擴大了儀表(biǎo)的應用領域。
(3)研究(jiu)頻率的信息處理(li)。在信息處理上采(cǎi)取一些措施可以(yǐ)提高頻率檢測的(de)穩定性,降低低頻(pin)波動的噪聲👣源等(děng),以彌🆚補流體振蕩(dàng)信息之不足。其次(cì),爲提高流量測量(liàng)的⭐精确度,除了渦(wō)♋街頻率信息外,還(hai)可引入溫度、壓力(lì)檢測信息組成✔️質(zhi)量流量計。微型機(jī)⛷️的普及、推廣和成(cheng)本不斷🐪下降,也爲(wei)渦街流量計的智(zhi)能化辟開了廣闊(kuò)的前景。
2.電磁流量(liàng)計
　　 電磁流量計 也(ye)是一種很有前途(tú)的流量儀表。由于(yu)儀表中沒有任何(hé)障礙物,特别适用(yong)于測含有固相物(wu)的液體流量,如污(wu)水、紙漿、礦漿等。近(jìn)年來,歐、美、日等先(xian)進國家生産這種(zhǒng)儀表的廠家約占(zhàn)流量儀表♋廠家的(de)10~2。腸,現場應用比重(zhong)也不斷增加,特别(bie)在以下幾個方面(miàn)有♉了較大的發🐉展(zhan):
(l)擴大了流體的應(ying)用範圍。限制使用(yòng)電磁流量計的主(zhǔ)💰要因素是流體導(dao)電率,其下限爲50微(wēi)姆歐/厘米。1984年國外(wai)推出💰了高靈敏度(du)的電磁流量計,流(liu)體的導電率可低(dī)🙇🏻至1微姆歐/厘米,儀(yi)表口徑爲裏~4英寸(cùn)。
(2)增加了抗幹擾能(neng)力。過去,電磁流量(liang)計勵磁采用50Hz交👣流(liú)♍電,電源雖🤩簡單,但(dàn)易受市電幹擾,零(líng)漂較嚴重。現在采(cǎi)👈用了鍵控開關電(dian)路,低頻方波勵磁(cí),排除了幹✉️擾,減少(shao)了零漂,儀表準🏃‍♀️确(que)度從1.5級提高到0.5級(ji)。
(3)非接觸電極。傳統(tǒng)的電磁流量計在(zài)管内有一對與被(bei)測介質‼️相💯接觸的(de)電極,在測強腐蝕(shí)液體及污穢漿液(ye)時,電極裸☁️露部份(fèn)易被腐蝕或污損(sun)。一種電容禍合電(diàn)極的電磁流量計(ji),口徑中65至中500,在管(guǎn)道内不⁉️再有裸露(lù)部分,克服了被腐(fu)蝕、污損的缺點。
(4)微(wēi)型化。由于管内流(liú)速分布是非均勻(yún)的,因此,采用非均(jun1)勻磁場可以有效(xiào)地利用磁場強度(dù),從而使電磁流量(liang)計的口徑進❓一步(bu)微型化。
三、插入式(shi)流量儀表發展迅(xùn)速
　　流量儀表的體(tǐ)積與重量是随口(kǒu)徑成立方增長的(de),如果按🏒比♉例放大(dà)結構,将使大口徑(jìng)流量僅表顯得♊特(te)别笨重♌。其次,當口(kou)徑較小時,流量儀(yi)表的壓損無關緊(jin)要,而當口❓徑(如孔(kong)闆)增大時,其壓💞損(sǔn)折合年運☁️行費将(jiang)大得難以爲㊙️人們(men)所接受。因此,大🔞口(kou)徑流量儀表應具(jù)有結構簡單、壓損(sun)較小的特點,按此(ci)要求,插入式流量(liang)儀🔅表用于大口徑(jing)流量測量較爲适(shi)宜。
　　插入式流量儀(yi)表是一種以插入(rù)式安裝形式爲特(tè)征💛的儀表,如插入(rù)式渦輪、 插入式渦(wo)街流量計 、 插入式(shì)電磁流量計 以及(ji)皮托管、皮托文丘(qiū)利管等等。這些插(chā)入式流量儀表一(yi)般🌐指測管道内某(mǒu)一點流速以推算(suan)流量的儀表。這種(zhong)測量方法對直管(guan)道長度有較高的(de)要求,而現場中的(de)流速分布不可能(neng)那麽嚴格規範,因(yin)此💃,按ISO7145的推算,用該(gai)方法測流量的準(zhun)确度很難超過±3%。
爲(wei)提高插入式流量(liàng)儀表的準确度,有(you)人提出了這樣的(de)👨‍❤️‍👨設想:安裝仍保持(chi)方便的插入形式(shi),而在管道直徑方(fāng)向測多點流速以(yi)适應管道中流速(su)分布的💛變化。

　　近年來,一種雙槳(jiang)反向插入式渦輪(lun)流量計(見圖3),它其(qí)有⭕二🌈個槳👣葉,旋轉(zhuan)方向相反,沿管道(dao)直徑方向插🐪入。測(ce)試表明它可以在(zài)較寬的範圍内适(shi)應流速分布的變(bian)化,即使是較惡劣(liè)的流場下,如在緊(jǐn)接900彎頭不到ZD的地(di)方安裝流量計,仍(reng)可保持較高🏃‍♀️準确(que)度。與👉單槳葉插入(rù)式渦輪流量計比(bǐ)較,準确🏃🏻度可提高(gāo)約三倍。

　　提高插入(rù)式流量計準确度(dù)的另一途徑是通(tōng)過檢測♉頭的微型(xíng)化來減小對流場(chang)的幹擾。插入式渦(wo)輪流量計檢測頭(tou)直徑不到2英寸,這(zhe)種儀表還有一個(gè)定位機構以保證(zheng)安裝🈲時葉輪的軸(zhóu)線與管道軸線相(xiàng)平行;插入式電磁(cí)流量計的檢測頭(tóu)直徑僅l英寸,可用(yòng)于在4、60英📧寸管道上(shang)測流量。除此而外(wài),有些儀表還附屬(shǔ)了一些機構,使儀(yí)表功能更趨完善(shan),如♊插入式電磁流(liu)量計,具有檢測流(liu)量變化範圍的數(shù)字開關💋以及監測(cè)管道中流動情況(kuàng)的信号開關和低(dī)流🐉量開關。

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