摘(zhai)要:從原理(li)、計算方法(fa)和性能等(deng)方面對目(mu)前應用廣(guang)泛的幾種(zhong)流量計進(jin)行比較和(he)分析,得出(chu)了節流型(xing)流量計 是(shi)一種經濟(ji)性好、穩定(ding)性好、使用(yong)方便的流(liu)量計的結(jie)論。介♊紹了(le)幾種節流(liu)型流量計(ji)的選型方(fang)法,具體🔞介(jie)紹了新型(xing)節流裝🈲置(zhi)德爾塔巴(ba)流量計在(zai)某選礦廠(chang)浮選作業(ye)空氣流量(liang)檢測中的(de)應用情況(kuang)。
0引言
　　流量(liang)檢測在工(gong)業生産運(yun)輸.科學研(yan)究、國防事(shi)業中♻️都發(fa)揮着重要(yao)作用,檢測(ce)對象可以(yi)是氣體、液(ye)體和混合(he)流體3種不(bu)同特性的(de)流體。随着(zhe)自動化水(shui)平的⛱️不斷(duan)提高,流量(liang)測量和控(kong)制已🌍經由(you)原來的保(bao)證基本生(sheng)産功能過(guo)渡到實現(xian)優化💋控制(zhi)。當前,我國(guo)節能減排(pai)形式嚴峻(jun),爲了提高(gao)資源利用(yong)率和實現(xian)生産指标(biao)的增長,流(liu)量儀表就(jiu)成爲了自(zi)動化控制(zhi)中不可缺(que)少的檢測(ce)儀表之一(yi)。
1流量計的(de)種類
　　流量(liang)檢測的方(fang)法可以劃(hua)分爲以下(xia)幾種:利用(yong)伯努利原(yuan)理,通過測(ce)量流體差(cha)壓信号來(lai)反映流量(liang)的差壓式(shi)流量測量(liang)法;利用标(biao)準小容積(ji)來連續測(ce)量流量的(de)容🏃🏻‍♂️積式測(ce)量方法;通(tong)過直接測(ce)量🚩流體流(liu)速來測量(liang)流量的速(su)度式測量(liang)法;以測量(liang)流體質量(liang)流量的質(zhi)量流量🌏測(ce)量法。
　　流量(liang)計是指用(yong)以測量管(guan)路流體流(liu)量即單位(wei)時間内⛱️通(tong)過的流體(ti)體積的儀(yi)表,種類繁(fan)多。但按照(zhao)測量方法(fa)和結🌈構進(jin)🏃行分類,大(da)緻可以分(fen)爲兩類:測(ce)體積流量(liang)和測質量(liang)流量。體積(ji)流量🔆計又(you)可以分爲(wei)容積式流(liu)量計🔴和速(su)度式流量(liang)計。具體分(fen)類如表1所(suo)示。
2幾種常(chang)用流量計(ji)的比較
2.1從(cong)經濟角度(du)比較.
　　對于(yu) 渦街流量(liang)計 ,儀表購(gou)置費用高(gao),安裝費用(yong)和運行費(fei)用低，維護(hu)費用中等(deng)♻️;對于節流(liu)型流量計(ji),儀表購置(zhi)費用比渦(wo)街流量計(ji)低💘，安裝費(fei)用和運行(hang)費用較低(di),維護費用(yong)中等;對于(yu)轉子流量(liang)計,儀表購(gou)置✨費用、安(an)裝費用、運(yun)行費用、維(wei)護費用均(jun)低。所以從(cong)經濟指标(biao)上💃🏻看,轉子(zi)流🍓量計比(bi)較優越。
2.2從(cong)使用環境(jing)角度比較(jiao)
　　渦街流量(liang)計受溫度(du)影響最小(xiao),但是受電(dian)磁幹擾、射(she)♋頻幹擾最(zui)大;在差壓(ya)計良好的(de)情況下,節(jie)流型流量(liang)🐅計和✨轉子(zi)流量🐉計均(jun)能很好地(di)防爆和防(fang)水,但是節(jie)流型流量(liang)計的抗電(dian)磁幹擾、射(she)頻幹擾能(neng)力明顯優(you)于轉子流(liu)量計。故從(cong)環境因素(su)上看,選用(yong)節流型流(liu)量計比較(jiao)合适。

2.3安裝(zhuang)條件的比(bi)較
　　節流型(xing)流量計的(de)公稱直徑(jing)範圍最廣(guang)，可以從50~1200mm,且(qie)對上下遊(you)直管段長(zhang)度要求較(jiao)小;轉子流(liu)量計雖然(ran)可以測量(liang)小流量流(liu)體的流量(liang)，但是可測(ce)量範圍最(zui)小，且傳感(gan)器安裝方(fang)位隻能是(shi)垂🙇‍♀️直由下(xia)向上;渦街(jie)流量計測(ce)量範圍适(shi)中😘,但其不(bu)能測雙向(xiang)流。
2.4儀表性(xing)能方面的(de)比較
　　渦街(jie)流量計結(jie)構簡單,适(shi)用的流體(ti)種類多,與(yu)節流型、轉(zhuan)子式㊙️比較(jiao)具有較高(gao)的精度,但(dan)是其不适(shi)用于🈲低雷(lei)諾數測量(liang),在高黏度(du)、低流速、小(xiao)口徑情況(kuang)下使用受(shou)到限制; 轉(zhuan)子流量計(ji) 可用于小(xiao)口徑和低(di)流速,多用(yong)于現場指(zhi)示,但 玻璃(li)轉子流量(liang)計 容易碎(sui),且不能在(zai)高溫高壓(ya)下工作,大(da)流量儀表(biao)結⚽構笨重(zhong)💯,當使用爐(lu)體和出廠(chang)标定不--緻(zhi)時需要重(zhong)新進行流(liu)量示值标(biao)定;節流型(xing)流量計中(zhong)的标準孔(kong)闆使用廣(guang)泛,結構易(yi)于複❗制,簡(jian)單牢固,穩(wen)定性好,使(shi)用壽命長(zhang),并且價格(ge)低廉。節流(liu)型流量計(ji)性能優越(yue),液體、氣體(ti)蒸汽皆可(ke)測量,便于(yu)形成專業(ye)化規模生(sheng)産,标準節(jie)流裝置無(wu)需實際校(xiao)準🥰即可使(shi)用。
　　綜上所(suo)述，節流型(xing)流量計由(you)于性能優(you)越價格适(shi)中、安💞裝和(he)使🍉用方便(bian),故實際應(ying)用廣泛。
3幾(ji)種節流型(xing)流量計的(de)應用選型(xing)
　　節流型流(liu)量計的節(jie)流裝置有(you)孔闆、噴嘴(zui)、文丘裏管(guan)💞等,根據取(qu)壓方式，安(an)裝的管道(dao)條件,測量(liang)的流體性(xing)質等可以(yi)✊選用不同(tong)的節流裝(zhuang)置。企業主(zhu)要能源消(xiao)耗的水、風(feng)、燃氣、蒸汽(qi)、氧等流體(ti)的計量,如(ru)天然氣、水(shui)或企業自(zi)産能源總(zong)量等,盡量(liang)選用标準(zhun)節流裝置(zhi)🐕,因标準節(jie)流裝置有(you)國際和國(guo)家标準作(zuo)支撐。
3.1孔闆(pan)流量計
　　孔(kong)闆結構簡(jian)單,易于批(pi)量生産,節(jie)省材料,價(jia)格低廉,是(shi)實🛀際應🈲用(yong)中的首選(xuan)類型,在測(ce)量大流量(liang)高溫蒸汽(qi)或者混合(he)液體時具(ju)有比較大(da)的優勢。但(dan)是壓力損(sun)失大,且不(bu)适用于測(ce)量含顆粒(li)纖維💯漿或(huo)腐蝕性流(liu)體。
　　我國常(chang)選用孔闆(pan)作爲測量(liang)給水、中低(di)壓蒸汽流(liu)量的節流(liu)件。在被測(ce)流體爲髒(zang)污介質時(shi)推薦使用(yong)圓❌缺孔闆(pan)和偏心孔(kong)闆📱,如對焦(jiao)爐煤氣、高(gao)爐煤氣、濕(shi)氣體的測(ce)量。孔闆流(liu)量計亦在(zai)天然氣流(liu)量測量和(he)高溫蒸汽(qi)測👌量等領(ling)域👨‍❤️‍👨被視爲(wei)主㊙️力儀表(biao)之一,占有(you)不🌈可替代(dai)的地位。
3.2噴(pen)嘴流量計(ji)
　　噴嘴是廊(lang)形節流裝(zhuang)置,無尖銳(rui)的棱角,耐(nai)高流速沖(chong)擊與磨損(sun),流量特性(xing)長期穩定(ding)，因此比容(rong)易邊緣鈍(dun)⚽化的孔闆(pan)流量🈲計檢(jian)定周期長(zhang)。噴嘴節流(liu)裝置适用(yong)于腐蝕性(xing)流體或高(gao)速流體,對(dui)于髒污🆚流(liu)體也有比(bi)😄較長的壽(shou)命。與孔闆(pan)相比,噴嘴(zui)的加工成(cheng)本高,所需(xu)直管段比(bi)孔闆短,而(er)成本💁又比(bi)文丘裏管(guan)低。當被測(ce)♈量流體爲(wei)高🧑🏾‍🤝‍🧑🏼壓😘蒸汽(qi)時,常選用(yong)噴嘴作爲(wei)節流裝置(zhi)。
　　噴嘴流量(liang)計曾被廣(guang)泛的使用(yong)在真空行(hang)業中。但在(zai)實際應用(yong)中,應盡量(liang)避免在小(xiao)于3kPa壓力的(de)情況下使(shi)用,因爲此(ci)時氣流的(de)均勻和穩(wen)定性變差(cha),将對測量(liang)産生較大(da)的偏差。噴(pen)嘴流量計(ji)結構牢✊固(gu),檢定周期(qi)長,維護量(liang)⭐少,從而減(jian)少了運行(hang)成本。因此(ci)近年來,業(ye)🏒内更提出(chu)使用一體(ti)化定✊值噴(pen)嘴流量計(ji)對天然氣(qi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量進行(hang)檢測👈。
3.3文丘(qiu)裏管流量(liang)計
　　文丘裏(li)管結構複(fu)雜,加工困(kun)難,比孔闆(pan)和噴嘴浪(lang)費材💘料,因(yin)此造價高(gao)。在同樣差(cha)壓下,經典(dian)文丘裏管(guan)比孔闆和(he)噴♉嘴的壓(ya)力損失‼️要(yao)小很多，且(qie)對上下遊(you)直管段要(yao)🛀求小,比較(jiao)适合于低(di)壓損和狹(xia)⭐小地段的(de)中大流量(liang)測量。在測(ce)量中要求(qiu)低壓損時(shi),可以選用(yong)文丘.裏管(guan)或者🐇文丘(qiu)裏噴嘴🔴。
3.4德(de)爾塔巴流(liu)量計
　　德爾(er)塔巴屬于(yu)差壓式流(liu)量計,插人(ren)式工作方(fang)式是一種(zhong)精🔞度高、量(liang)程比大、壓(ya)損小的勻(yun)速流量探(tan)頭，可用于(yu)氣體、液體(ti)、蒸汽的流(liu)量測量。德(de)爾塔巴具(ju)有使用壽(shou)命長、長期(qi)運行費用(yong)低、安裝費(fei)用低廉.不(bu)易.磨損、受(shou)油脂的影(ying)響小等特(te)點,可以在(zai)不停産的(de)情況😄下進(jin)行安裝、拆(chai)卸和檢修(xiu)🌈,特别适用(yong)于無法停(ting)産安裝的(de)測點或介(jie)質很髒需(xu)定期檢修(xiu)的測點，在(zai)各冶煉廠(chang)熔煉爐氧(yang)氣流量檢(jian)測中得到(dao)了廣泛應(ying)用。
4德爾塔(ta)巴流量計(ji)的工作原(yuan)理及計算(suan)方法
4.1結構(gou)
　　德爾塔巴(ba)流量計由(you)德爾塔巴(ba)節流裝置(zhi)、安裝支架(jia)、 溫度傳感(gan)器 ， 壓力變(bian)送器 、 差壓(ya)變送器 組(zu)成。其中差(cha)壓探頭是(shi)關鍵部件(jian),決定着流(liu)量檢測😘精(jing)度🌈。如圖1所(suo)示,德爾塔(ta)巴節流裝(zhuang)置爲獨特(te)的對稱曲(qu)面設計,可(ke)以進行雙(shuang)向測量。德(de)爾塔巴探(tan)頭長度爲(wei)流體管道(dao)内徑,兩側(ce)分布不均(jun)勻8mm取壓孔(kong)。面向流體(ti)進人的曲(qu)面上的💃取(qu)壓孔爲高(gao)壓取壓孔(kong),另一面的(de)爲低壓取(qu)壓孔。德爾(er)塔巴低壓(ya)取壓孔在(zai)傳感器👣側(ce)後兩邊,在(zai)傳感器與(yu)被測流體(ti)分開前避(bi)免了低💁壓(ya)取壓孔被(bei)堵塞和受(shou)到渦流的(de)影響。德爾(er)塔巴傳感(gan)器表面粗(cu)糙處理,使(shi)流體流速(su)變化大時(shi)仍能使流(liu)體在傳感(gan)器表面保(bao)☁️持紊流狀(zhuang)态,使德爾(er)塔巴可☎️以(yi)穩定地測(ce)得被測流(liu)體低流速(su)時的流量(liang)。

4.2工作原理(li)
　　德爾塔巴(ba)流量計用(yong)差壓式工(gong)作原理進(jin)行流量檢(jian)💛測,将💃一定(ding)直徑的測(ce)量管插入(ru)被測介質(zhi)管道。流體(ti)流經測量(liang)💚管時,首先(xian)經過一個(ge)壓力大于(yu)管道靜壓(ya)的高壓區(qu)域,流體在(zai)高壓孔後(hou)的加速段(duan)速度迅速(su)增大，高壓(ya)區域的壓(ya)力上升,在(zai)✉️經過高低(di)壓分界點(dian)㊙️後,阻力消(xiao)失,在測量(liang)管後💰部的(de)低壓區域(yu)産生部分(fen)🐅真空,使測(ce)量管⭐前後(hou)的壓力差(cha)增大。德爾(er)塔巴流量(liang)計利用高(gao)、低壓區按(an)科學計算(suan)有規👌律的(de)分布在測(ce)量👌管兩側(ce)的取壓孔(kong)來檢測流(liu)體的差壓(ya)，得出由平(ping)均流速産(chan)💚生的平均(jun)差壓,把這(zhe)個差壓傳(chuan)送給差壓(ya)變送器并(bing)進行分析(xi)計算。德爾(er)塔巴采用(yong)了不均勻(yun)分布的兩(liang)排取壓孔(kong)進行取壓(ya),避免了單(dan)一取壓孔(kong)隻能取得(de)某一點流(liu)速而🔞不是(shi)平💋均流速(su),這樣能更(geng)好地反映(ying)被測管道(dao)的真實流(liu)量⭐。
4.3計算方(fang)法
　　德爾塔(ta)巴的流量(liang)計算基本(ben)是按照ENISO5167-1标(biao)準中指定(ding)的方🌏法計(ji)算。計算方(fang)法如下:

式(shi)中:qm爲質量(liang)流量(kg/s);ζ爲探(tan)頭的阻斷(duan)系數;ε爲流(liu)體膨脹系(xi)數;d爲管道(dao)内徑(m);OP爲壓(ya)差(Pa);p爲工作(zuo)狀态下介(jie)質密度(kg/m3)。
　　德(de)爾塔巴的(de)阻斷系數(shu)ζ隻與探頭(tou)的結構有(you)關,與介質(zhi)無關，可在(zai)每個探頭(tou)的計算書(shu)中找到。下(xia)标爲B表示(shi)工作狀态(tai)下，下标🐅爲(wei)D表示設計(ji)時的狀态(tai)。
　　由于德爾(er)塔巴引起(qi)的壓力損(sun)失極小，所(suo)以膨脹系(xi)數ε非常☎️接(jie)近于1,但在(zai)計算時ε是(shi)-一個常數(shu),在被測量(liang)介質爲可(ke)壓縮介質(zhi)💁比如氧氣(qi)時，要按當(dang)前工作狀(zhuang)态下的可(ke)膨脹系數(shu)計算。一般(ban)💋可按照👉最(zui)大流量的(de)2/3時的可膨(peng)脹系數計(ji)算:

式中:εp可(ke)在計算書(shu)中查找。
　　流(liu)量計算的(de)精确度受(shou)管道内徑(jing)的影響大(da),需要精确(que)确定管道(dao)内徑的取(qu)值。管道内(nei)徑受材料(liao)和溫度影(ying)響與設⛷️計(ji)尺寸發生(sheng)偏離,需要(yao)在線計算(suan)管道内徑(jing):

式中:a表示(shi)管道材料(liao)的縱向膨(peng)脹系數。
　　工(gong)作情況下(xia)介質的密(mi)度與當時(shi)的溫度、壓(ya)力和介質(zhi)的性質有(you)關。若設計(ji)狀态與工(gong)作狀态相(xiang)近時,也可(ke)按照以🙇‍♀️下(xia)公🌈式計算(suan):

5德爾塔巴(ba)流量計在(zai)浮選作業(ye)空氣流量(liang)檢測中的(de)應用
5.1應用(yong)條件
　　某選(xuan)礦廠浮選(xuan)作業設有(you)7組壓縮空(kong)氣支管,用(yong)于浮選槽(cao)的充氣。全(quan)部選用德(de)爾塔巴流(liu)量計進行(hang)流量檢測(ce),并通過氣(qi)動單座調(diao)節閥對壓(ya)縮空氣流(liu)量進行控(kong)制🤟,壓縮空(kong)氣從浮選(xuan)槽底部噴(pen)出,形成浮(fu)選槽泡沫(mo),壓縮空氣(qi)流量是否(fou)合理直接(jie)關系到浮(fu)選槽的生(sheng)産指标。壓(ya)縮空氣管(guan)徑爲DN50,工作(zuo)狀态下氣(qi)體溫🌈度約(yue)爲40℃,壓力爲(wei)0.6MPa。德爾塔巴(ba)流量㊙️計的(de)檢測信号(hao)輸人PLC控制(zhi)系統,進行(hang)流量的計(ji)👌算、累計和(he)控制。
5.2德爾(er)塔巴流量(liang)計的組成(cheng)及選型
1)德(de)爾塔巴檢(jian)測件
　　德爾(er)塔巴的檢(jian)測件爲德(de)爾塔巴探(tan)頭,探頭由(you)探頭套管(guan)和探頭本(ben)體組成。探(tan)頭套管即(ji)探頭支架(jia),是與管道(dao)焊接♌的部(bu)件，探頭本(ben)體安裝在(zai)管道内部(bu)，可以單/雙(shuang)面支撐。本(ben)體與套管(guan)用法蘭或(huo)焊🌏接的方(fang)式連接。某(mou)選礦廠浮(fu)選作業7組(zu)壓縮空氣(qi)支管流量(liang)檢測🌈采用(yong)的德爾塔(ta)巴檢測件(jian),型号爲HLVD25,量(liang)程0~2000N·m3/h,工作溫(wen)度40C,工🌈作壓(ya)力0.6MPa,量程比(bi)大于30:1,探頭(tou)材料爲316L不(bu)鏽鋼。在此(ci)應用㊙️條件(jian)下,德爾塔(ta)巴檢測件(jian)形成的差(cha)壓範圍大(da)約爲0~1.3kPa。德爾(er)塔巴檢測(ce)件後帶 三(san)閥組 ,可以(yi)直接安裝(zhuang)差壓變送(song)器。
2)差壓變(bian)送器
　　差壓(ya)變送器作(zuo)爲德爾塔(ta)巴檢測件(jian)的差壓檢(jian)測。選🥰用的(de)差壓變送(song)器型号爲(wei)7MF4433-1FA02-2AB6-ZA01+Y01,量程0~2.kPa,二線(xian)制,電源24VDC,帶(dai)表頭,精度(du)0.5級,輸出4~20mA信(xin)号到PLC進行(hang)🧡處理。
3)溫度(du)傳感器
　　溫(wen)度傳感器(qi)用于壓縮(suo)空氣溫度(du)的檢測,在(zai)總管上設(she)置一個溫(wen)度傳感器(qi)即可。溫度(du)傳感器爲(wei) Pt100 熱電阻 ，型(xing)号爲WZP-230/LXl=300x150/36/,304套管(guan),M27x2螺紋。熱電(dian)阻信号通(tong)過三線制(zhi)方式接入(ru)PLC。
4)壓力變送(song)器
　　壓力變(bian)送器作爲(wei)管道壓力(li)的檢測。壓(ya)力變送器(qi)型号🈲爲7MF4033-1DA01-2AB6-ZA01+Y01,量(liang)🈲程0~1.0MPa,二線制(zhi),輸出4~20mA,電源(yuan)24VDC,帶表頭,管(guan)道壓力通(tong)過導壓🎯管(guan)經截止閥(fa)引🔆到壓力(li)變送器。
5.3現(xian)場安裝
　　德(de)爾塔巴探(tan)頭安裝示(shi)意圖如圖(tu)2所示。德爾(er)塔巴探頭(tou)必須🐅根據(ju)管道尺寸(cun)選型,确保(bao)檢測杆的(de)尺寸必須(xu)與管道直(zhi)徑一緻。爲(wei)了👄使德爾(er)塔巴探頭(tou)更有效地(di)工作☁️,現場(chang)安♌裝時需(xu)要注意以(yi)下幾個細(xi)節:1)在探頭(tou)上标有流(liu)體流向和(he)差壓極性(xing)的标牌，安(an)裝時确認(ren)探頭極性(xing)🚶;2)必須保證(zheng)探頭的高(gao)壓側與變(bian)送器的正(zheng)極連接,低(di)壓側與變(bian)送器的負(fu)極連接;3)将(jiang)差㊙️壓變送(song)器按照💋手(shou)冊進行線(xian)路連接。
　　　由(you)于被測介(jie)質是壓縮(suo)空氣,差壓(ya)信号通過(guo)氣體介質(zhi)傳遞到差(cha)壓變送器(qi),所以安裝(zhuang)差壓變送(song)器時應盡(jin)量由.上往(wang)下插入，或(huo)者傾斜3%,使(shi)冷凝水能(neng)順利返❤️回(hui)管道🚩中。現(xian)場安裝時(shi),三閥組和(he)差壓變送(song)器的位置(zhi)必須高于(yu)探頭差壓(ya)輸出端口(kou),否則将♌影(ying)響測量效(xiao)果。

6結束語(yu)
　　以節流裝(zhuang)置爲檢測(ce)元件的節(jie)流型流量(liang)計是曆史(shi)🔱悠久,理論(lun)📐底蘊深厚(hou),實踐經驗(yan)豐富,應用(yong)成熟,性價(jia)比很高的(de)一-類流量(liang)計,目前節(jie)流型流量(liang)計的種類(lei)有上百種(zhong),應用💃🏻選型(xing)時需要根(gen)據實際工(gong)藝要求綜(zong)㊙️合考慮。與(yu)渦街流量(liang)🏃計比較,該(gai)文選擇德(de)爾塔巴節(jie)流型流量(liang)計檢測壓(ya)縮空氣流(liu)量,可節🏃‍♀️省(sheng)大約2/3的投(tou)資,并且檢(jian)測精度達(da)到1.5%左右，與(yu)新的渦街(jie)流量計精(jing)度(1%~2%)相當，而(er)對于大型(xing)管道㊙️(DN200以上(shang))的流量檢(jian)測,選擇德(de)爾塔巴流(liu)量計的經(jing)濟性更加(jia)顯著。

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