近年來,國(guó)内外流量(liang)儀表 總的(de)發展趨勢(shì)有以下幾(jǐ)個特點:`
1.由(you)于經典式(shì)的節流儀(yi)表(孔闆、噴(pēn)嘴、文丘利(li)管)在現場(chǎng)使用中🙇‍♀️暴(bao)露出不少(shao)缺點,它保(bǎo)持已久的(de)壟斷地㊙️位(wèi)已經消失(shi),但仍占有(yǒu)較大的比(bǐ)童。
2.新型儀(yí)表(渦街、電(dian)磁、超聲)日(rì)益成熟,在(zai)現場應用(yong)中的比重(zhong)🔴逐漸增大(da)。
3、爲提高流(liú)量測量的(de)準确度,适(shì)應經濟核(hé)算的要求(qiú)⁉️,各㊙️種間接(jiē)補償及直(zhi)接的質量(liang)流量計不(bu)斷出現。
4.微(wei)電子技術(shu)已滲透到(dao)流量儀表(biǎo)領域,出現(xian)了不少新(xin)型智能化(hua)儀表。
5.工業(ye)的現代化(huà)、大型化要(yao)求流量儀(yi)表的結構(gou)力求簡單(dan)、壓損力求(qiú)減小,各種(zhong)插入式流(liú)量儀表應(ying)運而生,發(fā)展迅🔞速。
一(yī)、孔闆儀表(biao)的現狀及(ji)改進
　　 孔闆(pan)流量計 結(jié)構簡單,适(shi)應的口徑(jing)及工況寬(kuān)闊,特别是(shi)長期以來(lái)㊙️積累了大(da)量的設計(ji)、制造、使用(yòng)的經驗數(shù)據,國内外(wai)均已制定(dìng)了👨‍❤️‍👨标準,即(jí)使不進行(háng)實際校驗(yàn),也可确定(ding)流量系數(shu),因而爲設(she)計、使用部(bu)門廣🔞泛采(cai)用,幾乎占(zhan)現場使用(yong)流量儀💁表(biǎo)的80%左右,但(dàn)在使用中(zhong)也暴露出(chu)不多缺點(dian)😄,如:
1.壓損太(tài)大。孔闆的(de)不可恢複(fú)壓損約占(zhan)輸出差壓(yā)的50腸~90呱。一(yi)台用于中(zhōng)30。口徑蒸汽(qì)管道上的(de)孔闆,由于(yu)壓損可使(shǐ)年運行費(fèi)達上萬🚩人(rén)民币。
2.特性(xing)受幾何尺(chi)寸的影響(xiang)較大。由于(yu)流體的沖(chong)刷、腐蝕以(yǐ)及油污的(de)粘附,孔闆(pan)銳邊的流(liu)量系數有(you)可能☂️偏離(li)設計值約(yuē)⭕10%。缺乏❄️維修(xiū)而又長期(qi)使用的孔(kǒng)闆,準确度(du)最好也隻(zhi)有3~5%左右。
3.裝(zhuāng)拆困難。對(duì)使用于大(da)口徑管道(dào)的孔闆來(lai)說尤爲突(tū)出。
4.輸出差(chà)壓與流量(liang)呈非線性(xìng)關系,量程(chéng)比僅爲3：1。
　　爲(wèi)适應自動(dòng)化對流量(liàng)儀表提出(chū)的各種要(yao)求,在不斷(duàn)出現各種(zhong)新型儀表(biǎo)的同時,孔(kǒng)闆也在不(bu)斷改善中(zhōng)。例☁️如,爲擴(kuo)大🥵量程🛀🏻,它(tā)本質上仍(reng)是節流儀(yí)表,但孔❤️徑(jìng)可随流量(liàng)值的大小(xiao)自行改♻️變(biàn),從而使輸(shu)出差壓與(yu)流量成線(xian)性關系。該(gai)儀表的量(liàng)程比可✍️達(da)100：1,準确度爲(wèi)土1%,并可用(yong)水标定後(hou)用于蒸汽(qì)管道上。
二(èr)、渦街、電磁(cí)等新型流(liu)量儀聲的(de)應用領域(yu)不斷增大(da)
　　 渦街流量(liàng)計 的原理(li)是:當流體(ti)流過非線(xian)性物體時(shí)将在其後(hou)産生✨周期(qi)性的旋渦(wō)脫落,脫落(luò)的頻率與(yu)流速成正(zheng)比,因此,隻(zhi)要測出頻(pín)率的大小(xiǎo)即可推算(suàn)出流量值(zhi)。
　　渦街流量(liang)計自七十(shi)年代問世(shì)以來發展(zhan)迅速,目前(qian)國内外已(yi)有十多利(lì)`産品。其主(zhǔ)要優點是(shì):輸出量與(yu)流量成線(xiàn)🏃性關系,量(liàng)程比可達(da)10:1;輸出量爲(wèi)脈沖信号(hào),便于遠傳(chuan)、數據處理(li)及與計算(suàn)🌈機聯機;輸(shu)出量與介(jie)質的溫度(dù)、壓力、粘度(dù)💃🏻、密度、成份(fèn)無關;無可(kě)動部件,便(bian)于維護,工(gōng)作可靠。
　　雖(suī)然渦街流(liú)量計有以(yi)上突出的(de)優點,但在(zai)現場應用(yong)中尚未達(dá)到預期的(de)目的。可能(néng)是由于管(guan)内的流速(su)分布對它(ta)的💔工作影(yǐng)響較大,特(te)别是渦街(jiē)的形成還(hái)有随機的(de)不穩定現(xiàn)象,降低了(le)流量總量(liàng)的準确度(du)。其次是它(ta)不适用于(yú)測粘度太(tai)大的流✉️體(tǐ)以及采用(yòng)某些檢測(ce)方法時輸(shu)出🔞信号靈(líng)敏度有衰(shuāi)減的現象(xiàng)。因此,渦街(jiē)流量計的(de)研究主要(yào)有三個方(fang)面:
(l)研究産(chǎn)生穩定、強(qiang)烈的旋渦(wō)發生體。目(mù)前發生體(ti)主要爲✌️柱(zhù)狀,從斷面(miàn)來看有圓(yuan)、三角、梯形(xing)、矩形以及(jí)各種複合(hé)形狀。針對(dui)二維柱體(ti)在三維圓(yuan)管流可能(néng)産生随機(ji)不穩定現(xiàn)象,日🥰本的(de)高🌈本正樹(shu)近年曾提(tí)出過采用(yong)一種環形(xíng)旋渦發生(shēng)體(見圖1),并(bìng)進行了一(yī)些試驗。他(tā)認爲♍當環(huan)厚W爲環平(píng)均直徑d的(de)⭐1/6時,可産生(shēng)穩🌈定的渦(wo)街。當然,這(zhe)種環狀渦(wo)街流量計(jì)進入實用(yong)尚有不少(shǎo)間題有待(dài)解決,如環(huán)狀發生體(ti)的支承、渦(wō)街頻率的(de)檢測等。

(2)研究檢(jiǎn)測渦街頻(pin)率的方法(fa)。檢測頻率(lü)的方法很(hěn)多,如:熱絲(si)、熱敏、超聲(shēng)、電磁、應變(bian)、擴散矽、電(dian)容、壓電等(děng)。早期的熱(rè)絲、熱敏方(fāng)法靈敏度(dù)雖然較高(gāo),但由于檢(jiǎn)測元件暴(bào)露在流體(ti)之中🤟,易受(shòu)污染而導(dǎo)🈲緻靈敏度(du)下降,允許(xǔ)承♌受的溫(wēn)度🍓也較低(di),近年來不(bú)少廠家将(jiāng)壓電或擴(kuo)散矽封裝(zhuāng)在渦街發(fā)生體内或(huò)管道外的(de)檢💜測杆上(shang),使渦街流(liú)量計的溫(wen)度🌏上限提(tí)高到300℃,抗🥰污(wu)染能力也(ye)大有提高(gao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,擴大了儀(yí)表的應用(yòng)領域。
(3)研究(jiū)頻率的信(xìn)息處理。在(zài)信息處理(li)上采取一(yi)些措施可(ke)以提高頻(pin)率檢測的(de)穩定性,降(jiàng)低低頻波(bo)動的噪聲(shēng)源等,以彌(mí)補流體振(zhen)蕩信息之(zhi)不足。其次(ci),爲提高流(liú)量測量的(de)精确度,除(chu)了渦街頻(pín)率信息外(wai),還可❌引入(ru)溫度、壓力(li)檢測信息(xi)組成質量(liàng)流量計。微(wēi)型機👣的普(pu)及、推廣和(he)成本不斷(duan)下降,也爲(wèi)渦街流量(liang)計的智能(neng)化辟開了(le)廣闊的前(qian)景。
2.電磁流(liu)量計
　　 電磁(cí)流量計 也(ye)是一種很(hěn)有前途的(de)流量儀表(biao)。由于儀表(biao)中沒有任(rèn)何障🏃‍♀️礙物(wu),特别适用(yong)于測含有(yǒu)固相物的(de)液體流量(liàng),如污水、紙(zhǐ)漿、礦漿等(děng)。近年來,歐(ou)、美、日等先(xiān)進國家🐉生(sheng)産這✉️種儀(yí)表的廠家(jia)約占流量(liang)儀表廠家(jiā)的10~2。腸,現場(chǎng)應用比重(zhong)也不斷增(zēng)加,特别在(zài)以下幾個(ge)方面有‼️了(le)較大的發(fa)💰展:
(l)擴大了(le)流體的應(yīng)用範圍。限(xian)制使用電(dian)磁流量計(jì)的主要因(yin)素是流體(tǐ)導電率,其(qí)下限爲50微(wēi)姆歐/厘米(mi)。1984年國外🔞推(tuī)出㊙️了高靈(ling)敏✂️度的🥵電(diàn)磁流量計(jì),流體的導(dao)電率可低(dī)至1微姆歐(ōu)/厘米,儀表(biao)口徑爲裏(lǐ)~4英寸。
(2)增加(jia)了抗幹擾(rao)能力。過去(qu),電磁流量(liang)計勵磁采(cai)用50Hz交流電(dian),電源雖㊙️簡(jiǎn)單,但易受(shou)市電幹擾(rǎo),零漂較嚴(yán)重。現在采(cǎi)用了鍵控(kong)開關㊙️電路(lu),低頻方波(bō)勵磁,排除(chú)了幹擾,減(jiǎn)少🧑🏾‍🤝‍🧑🏼了零漂(piao),儀表準确(que)度從1.5級提(ti)高到0.5級。
(3)非(fēi)接觸電極(jí)。傳統的電(dian)磁流量計(jì)在管内有(yǒu)一對與被(bèi)測介質相(xiàng)接觸的電(diàn)極,在測強(qiang)腐蝕液體(tǐ)及污穢漿(jiang)液時,電極(jí)裸露部份(fèn)易被腐蝕(shí)或污損。一(yī)種電容禍(huo)合電極的(de)電磁流量(liang)計,口徑中(zhong)65至中500,在管(guan)道内不😘再(zai)有裸露部(bu)分,克服了(le)被腐蝕、污(wu)損的缺點(dian)。
(4)微型化。由(yóu)于管内流(liu)速分布是(shì)非均勻的(de),因此,采用(yong)非均勻磁(ci)🚶場可以有(yǒu)效地利用(yòng)磁場強度(du),從而使電(diàn)🈲磁流量計(jì)的口徑進(jin)一步🔅微型(xing)化。
三、插入(rù)式流量儀(yi)表發展迅(xun)速
　　流量儀(yí)表的體積(jī)與重量是(shi)随口徑成(cheng)立方增長(zhǎng)的⭕,如果按(àn)比例放大(dà)結構,将使(shǐ)大口徑流(liu)量僅表顯(xiǎn)得特别笨(bèn)重。其次,當(dāng)口🏃‍♂️徑較小(xiao)時,流量儀(yí)表的壓損(sun)無關緊要(yao),而當口徑(jing)(如孔🚶‍♀️闆)增(zēng)大時,其壓(ya)損折合年(nián)運行費将(jiāng)大得難以(yǐ)爲人們所(suǒ)接受。因此(ci),大口徑流(liú)量💋儀表應(ying)具有🐉結構(gòu)簡單、壓損(sun)較小的特(tè)✂️點,按此要(yào)求,插入式(shi)流量儀🧡表(biǎo)用于大口(kǒu)徑流量測(cè)量較爲🥰适(shi)宜。
　　插入式(shì)流量儀表(biao)是一種以(yǐ)插入式安(an)裝形式爲(wèi)特征的儀(yí)表,如插入(ru)式渦輪、 插(chā)入式渦街(jie)流量計 、 插(cha)入式電磁(ci)流量計 以(yǐ)及皮托管(guan)、皮托文丘(qiu)利管等等(děng)。這些插入(rù)式流量儀(yí)💞表一般指(zhi)🌏測管道内(nei)某一點流(liú)速以推算(suàn)流量的儀(yí)表。這種測(cè)量方法對(dui)直管道長(zhǎng)度有較高(gao)的要求,而(er)現場中的(de)流🐇速分布(bu)不可能✌️那(nà)麽嚴格規(guī)範,因此🏒,按(àn)ISO7145的推算,用(yòng)該方法測(cè)流量的準(zhun)确度很🤞難(nán)超過±3%。
爲提(tí)高插入式(shì)流量儀表(biao)的準确度(dù),有人提出(chu)了這㊙️樣的(de)設想⛷️:安裝(zhuāng)仍保持方(fāng)便的插入(rù)形式,而在(zài)管道直徑(jing)方向測多(duo)點流速以(yi)适應管道(dao)中流速分(fen)布的變化(hua)。

　　近年來(lai),一種雙槳(jiǎng)反向插入(ru)式渦輪流(liu)量計(見圖(tú)3),它其有二(èr)✌️個🛀🏻槳葉,旋(xuan)轉方向相(xiàng)反,沿管道(dao)直徑方向(xiàng)插入。測試(shi)表明它可(kě)以在較寬(kuan)的範圍内(nei)适應流速(sù)分布的變(bian)化,即使是(shì)較惡劣的(de)流場下,如(rú)♍在緊接900彎(wan)頭不到ZD的(de)地方安裝(zhuāng)流量計,仍(réng)可保持較(jiào)高準确度(du)。與單槳葉(yè)插入式渦(wō)輪流量計(ji)比較,準确(que)度可提高(gao)約😘三倍。

　　提(ti)高插入式(shi)流量計準(zhǔn)确度的另(lìng)一途徑是(shi)通過檢測(cè)💯頭🌈的🔞微型(xíng)化來減小(xiǎo)對流場的(de)幹擾。插入(ru)式渦輪流(liu)量計檢測(cè)頭直徑不(bu)到2英寸,這(zhe)種儀表還(hai)有一個定(ding)位機構以(yǐ)保證安裝(zhuang)時葉輪的(de)軸線與管(guan)道軸線相(xiàng)平行;插♉入(ru)式電磁🐕流(liú)量計的♌檢(jian)測頭直徑(jing)僅l英寸,可(ke)用于在4、60英(ying)寸管道上(shàng)測流量。除(chú)此而外,有(you)些儀表還(hái)附屬了一(yi)些機構,使(shǐ)儀表功💋能(neng)更趨完善(shàn),如插入🐕式(shi)電磁流量(liàng)計,具有檢(jiǎn)測流量變(biàn)化💚範圍的(de)數字開關(guān)⛹🏻‍♀️以及監測(cè)管道中流(liu)動情況的(de)信号開關(guān)和低流🐉量(liang)開關。

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