摘要(yao):從原理、計(jì)算方法和(he)性能等方(fāng)面對目前(qián)應用廣♈泛(fan)的㊙️幾種🚶流(liu)量計進行(hang)比較和分(fèn)析,得出了(le)節流型流(liú)量計 是一(yi)種經濟性(xìng)好、穩定性(xing)好、使用方(fāng)便的流量(liàng)計的結論(lùn)。介紹了幾(ji)種節流型(xing)流量計的(de)選型方法(fǎ),具體介紹(shao)了新型節(jie)流裝🈲置德(de)🔞爾塔巴流(liú)量計在某(mǒu)選礦廠浮(fú)選作業空(kong)氣流量檢(jiǎn)測中的應(yīng)用情況。
0引(yǐn)言
　　流量檢(jian)測在工業(ye)生産運輸(shu).科學研究(jiu)、國防事業(ye)中都發揮(huī)着重要作(zuò)用,檢測對(dui)象可以是(shì)氣體、液體(tǐ)和混合流(liú)體3種不💋同(tong)特性的流(liu)體。随着自(zì)動化水平(ping)的不斷提(tí)高,流量測(ce)量和控制(zhi)已經由原(yuán)來的保證(zhèng)基本生産(chan)功🚶能過渡(du)到實現優(yōu)化控制。當(dang)前,我國節(jie)能減排形(xing)式嚴峻,爲(wèi)了提高資(zi)源利用率(lǜ)和實現生(sheng)産🔞指标的(de)增長,流量(liang)儀表就成(cheng)爲了自動(dong)化控制👈中(zhōng)不⭕可缺少(shǎo)的💘檢測儀(yi)表之一。
1流(liu)量計的種(zhǒng)類
　　流量檢(jiǎn)測的方法(fa)可以劃分(fen)爲以下幾(jǐ)種:利用伯(bó)努利原理(lǐ),通過測量(liàng)流體差壓(yā)信号來反(fǎn)映流量的(de)差壓式流(liú)量測量法(fa);利用标♋準(zhun)小容積來(lai)連續測量(liang)流量的容(rong)積式測⛱️量(liàng)方法;通過(guo)直接測量(liang)流體流速(sù)來🌈測量流(liu)量的速度(dù)式測量法(fǎ);以測量流(liu)體質量流(liu)量🔆的質量(liang)流量測量(liang)法。
　　流量計(jì)是指用以(yǐ)測量管路(lu)流體流量(liàng)即單位時(shi)間内通過(guò)♻️的流⚽體體(tǐ)積的儀表(biao),種類繁多(duo)。但按照測(cè)量方法和(hé)結構進行(háng)分類,大緻(zhì)可以分爲(wèi)兩類:測體(tǐ)積流量和(hé)測質量流(liu)量。體積流(liu)量⛷️計又可(kě)以分爲容(róng)積式流量(liang)計和速度(dù)式流量計(ji)。具體分類(lèi)如表1所示(shi)。
2幾種常用(yong)流量計的(de)比較
2.1從經(jing)濟角度比(bǐ)較.
　　對于 渦(wo)街流量計(ji) ,儀表購置(zhi)費用高,安(an)裝費用和(he)運行費用(yong)低，維護費(fei)😄用中等;對(dui)❌于節流型(xing)流量計,儀(yi)表購置費(fei)用比渦街(jie)流量計低(di)，安裝費用(yòng)和運⛱️行費(fei)用較低,維(wéi)護費用中(zhōng)等;對于轉(zhuan)子流量計(ji),儀💰表購置(zhi)費用、安裝(zhuāng)費用、運行(háng)費用、維護(hu)📞費用均低(di)。所以從經(jing)濟指标上(shàng)看,轉子流(liú)量計比較(jiao)優越。
2.2從使(shi)用環境角(jiǎo)度比較
　　渦(wō)街流量計(ji)受溫度影(ying)響最小,但(dan)是受電磁(cí)幹擾、射頻(pin)幹擾最大(dà)㊙️;在差壓計(jì)良好的情(qing)況下,節流(liú)型流量計(ji)和轉子流(liú)量計均能(néng)很好地防(fáng)爆和防水(shui),但是節🔞流(liú)型流量計(ji)的抗電磁(cí)幹擾、射頻(pín)幹擾能力(lì)明顯優于(yu)轉子流量(liàng)計。故從環(huán)境因素上(shang)看,選用節(jie)流型流🏃🏻‍♂️量(liàng)計比較合(hé)🈲适。

2.3安裝條(tiao)件的比較(jiào)
　　節流型流(liú)量計的公(gōng)稱直徑範(fan)圍最廣，可(ke)以從50~1200mm,且對(duì)上下遊直(zhí)管段長度(du)要求較小(xiao);轉子流量(liang)計雖然可(kě)💘以測量小(xiao)流量流體(tǐ)的流量，但(dan)是可測量(liàng)範圍最小(xiǎo)💃，且傳感器(qi)安裝方位(wei)隻能是垂(chuí)👣直由下向(xiang)上;渦街流(liu)🔞量計測量(liàng)範圍适中(zhong),但其不能(néng)測雙向流(liú)。
2.4儀表性能(neng)方面的比(bi)較
　　渦街流(liu)量計結構(gou)簡單,适用(yòng)的流體種(zhong)類多,與節(jie)流型、轉子(zi)式比較具(jù)有較高的(de)精度,但是(shi)其不适用(yòng)于低雷諾(nuò)數測量,在(zai)高黏度、低(di)流速、小口(kǒu)徑情況下(xià)使用受到(dào)限制; 轉子(zi)流量計 可(ke)用于小口(kǒu)徑和低流(liu)速,多用于(yú)現場指示(shi),但 玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì) 容易碎,且(qie)不能在高(gao)溫高壓下(xia)工作,大流(liú)量儀表結(jie)🔴構笨重,當(dang)使用爐體(tǐ)和出廠标(biao)定不--緻時(shi)需要重新(xin)進行流量(liang)示值🔞标定(dìng);節流型流(liu)量計中的(de)标準孔闆(pǎn)使用廣泛(fan),結構易于(yú)複制,簡單(dan)🚶牢固,穩定(dìng)性好,使用(yòng)壽命長,并(bing)且價格低(dī)廉。節流型(xíng)⛷️流量計性(xìng)能優越,液(ye)體、氣體蒸(zheng)汽皆可測(cè)量,便于形(xíng)成專業化(hua)規模生産(chan),标準節流(liu)裝置無需(xu)實際校準(zhǔn)即可使用(yong)。
　　綜上所述(shù)，節流型流(liu)量計由于(yú)性能優越(yuè)價格适中(zhōng)、安🈲裝和🙇🏻使(shi)用方便,故(gù)實際應用(yong)廣泛。
3幾種(zhǒng)節流型流(liú)量計的應(ying)用選型
　　節(jie)流型流量(liàng)計的節流(liu)裝置有孔(kong)闆、噴嘴、文(wén)丘裏管🔆等(deng),根據取壓(yā)方式，安裝(zhuāng)的管道條(tiáo)件,測量的(de)流體性質(zhi)等可以選(xuǎn)用不同🥵的(de)節流裝置(zhi)。企業主要(yào)能源消耗(hào)的水、風、燃(rán)氣✏️、蒸汽、氧(yǎng)等流體的(de)計量🤞,如天(tiān)然氣、水或(huo)企業自産(chǎn)能源總量(liang)等,盡量選(xuǎn)用标準節(jiē)流裝置🌏,因(yin)标準節流(liú)⛱️裝置有國(guo)際和國家(jia)标準作支(zhī)撐。
3.1孔闆流(liu)量計
　　孔闆(pan)結構簡單(dan),易于批量(liang)生産,節省(shěng)材料,價格(gé)低廉,是實(shi)際應用⛹🏻‍♀️中(zhong)的首選類(lèi)型,在測量(liàng)大流量高(gao)溫蒸汽或(huò)者混合液(yè)體時具有(you)比較大的(de)優勢。但是(shì)壓力損失(shi)大,且不适(shì)用于測量(liàng)含顆粒纖(xiān)維🛀🏻漿或腐(fu)蝕性流體(ti)。
　　我國常選(xuan)用孔闆作(zuò)爲測量給(gěi)水、中低壓(yā)蒸汽流量(liàng)的節流件(jian)。在被測流(liu)體爲髒污(wū)介質時推(tui)薦使用圓(yuan)缺孔🐇闆和(hé)偏心孔闆(pǎn),如對💃🏻焦爐(lú)煤氣、高爐(lú)煤氣、濕氣(qi)體的測量(liang)。孔闆流量(liàng)計亦在天(tiān)然氣流量(liàng)測量和高(gāo)溫蒸汽測(cè)量等領域(yù)被視爲主(zhǔ)力儀表之(zhi)一,占有不(bu)🥵可替代的(de)地位。
3.2噴嘴(zui)流量計
　　噴(pēn)嘴是廊形(xing)節流裝置(zhi),無尖銳的(de)棱角,耐高(gāo)流速沖擊(ji)與磨損,流(liu)量特性長(zhǎng)期穩定，因(yīn)此比容易(yì)邊緣鈍化(huà)的🔱孔闆流(liu)量計檢定(ding)周期長。噴(pēn)嘴節流裝(zhuang)置适用于(yú)腐蝕性流(liu)體🔅或高速(su)流體,對于(yu)髒污👌流體(ti)也有比較(jiào)長的壽命(ming)。與孔闆相(xiang)比,噴嘴⛷️的(de)加工成本(ben)高,所需🐅直(zhí)管段比孔(kong)闆短,而成(cheng)本又比文(wén)丘裏管低(di)。當被測量(liàng)流體爲高(gao)壓蒸汽時(shí),常選用噴(pen)嘴作爲節(jiē)流裝置。
　　噴(pen)嘴流量計(jì)曾被廣泛(fàn)的使用在(zai)真空行業(yè)中。但在實(shi)際應用🛀🏻中(zhong),應盡量避(bi)免在小于(yú)3kPa壓力的情(qíng)況下使用(yòng),因爲此時(shí)氣流的均(jun)勻和穩定(dìng)性變差,将(jiāng)對測量産(chan)生較大的(de)偏💋差。噴嘴(zuǐ)流量計結(jie)構牢🚶‍♀️固,檢(jiǎn)定周期📐長(zhǎng),維護量少(shao),從而減😍少(shǎo)了運行成(chéng)本。因此近(jìn)年來,業内(nei)更提出使(shǐ)用一體化(huà)定值噴嘴(zui)流量計對(dui)天然氣🐅流(liú)量進行檢(jiǎn)測。
3.3文丘裏(lǐ)管流量計(jì)
　　文丘裏管(guan)結構複雜(za),加工困難(nán),比孔闆和(he)噴嘴浪費(fèi)材料🈲,因此(ci)造價高。在(zai)同樣差壓(yā)下,經典文(wén)丘裏管比(bi)孔闆和噴(pen)嘴的壓力(li)損失要小(xiǎo)很多，且對(duì)上下遊直(zhi)管段要🈲求(qiu)小,比較适(shi)合于低壓(yā)🏃🏻損和狹小(xiǎo)地段的中(zhong)大流量測(cè)💋量。在測量(liang)中要求低(dī)👄壓損時,可(kě)以選用文(wen)💚丘.裏管或(huo)者文丘裏(lǐ)噴嘴。
3.4德爾(ěr)塔巴流量(liàng)計
　　德爾塔(tǎ)巴屬于差(chà)壓式流量(liàng)計,插人式(shi)工作方式(shì)是一種👉精(jīng)度高、量程(cheng)比大、壓損(sǔn)小的勻速(su)流量探頭(tou)，可用于氣(qi)體、液體、蒸(zheng)汽的流量(liàng)測量。德爾(er)塔巴具有(yǒu)使用壽命(mìng)長、長期運(yun)行費用低(di)、安裝費用(yòng)低廉.不易(yì).磨損、受油(you)脂的影響(xiǎng)小等特點(diǎn),可以在不(bú)停産的情(qíng)況✔️下進行(háng)安裝、拆卸(xie)和檢修,特(tè)别适用于(yu)👨‍❤️‍👨無法停産(chan)安✌️裝的測(ce)點或介🤞質(zhì)很髒需定(ding)期💃🏻檢修的(de)測點，在各(ge)冶煉廠熔(róng)煉爐氧氣(qi)流量檢測(cè)中得到🔴了(le)廣泛應用(yòng)。
4德爾塔巴(ba)流量計的(de)工作原理(lǐ)及計算方(fāng)法
4.1結構
　　德(de)爾塔巴流(liú)量計由德(dé)爾塔巴節(jiē)流裝置、安(an)裝支架、 溫(wen)度傳感器(qì) ， 壓力變送(sòng)器 、 差壓變(bian)送器 組成(cheng)。其中差壓(ya)探頭是關(guan)鍵部件,決(jue)定着流量(liang)檢測精度(du)❄️。如圖1所示(shi),德爾塔巴(bā)節流裝置(zhi)爲獨特的(de)對稱曲面(miàn)設計,可以(yi)進行雙向(xiàng)測量。德爾(er)塔巴探頭(tou)長度爲流(liu)體管道内(nèi)徑,兩側分(fèn)布不均勻(yun)8mm取壓孔。面(miàn)向流體進(jìn)人的曲面(miàn)上的✏️取壓(yā)孔爲🍓高壓(yā)取壓孔,另(lìng)一面🥰的爲(wèi)低壓取壓(yā)孔。德爾塔(ta)✨巴低壓取(qu)壓💘孔在傳(chuán)感器側後(hòu)兩邊,在㊙️傳(chuán)🙇‍♀️感器與被(bei)測流體分(fèn)開前避免(mian)了低壓取(qǔ)壓孔🌂被堵(du)塞🔞和受到(dào)渦流的影(ying)響。德爾塔(ta)巴傳感器(qi)表面粗糙(cāo)處理,使流(liú)體流速變(biàn)化大時仍(réng)能使流體(tǐ)在傳❤️感器(qì)表面保持(chi)紊流狀态(tai),使德爾塔(ta)☎️巴可以穩(wen)定地測得(de)被測流體(tǐ)低流速時(shi)的流量。

4.2工(gōng)作原理
　　德(dé)爾塔巴流(liu)量計用差(chà)壓式工作(zuò)原理進行(háng)流量檢測(cè),将一✉️定直(zhi)徑的測量(liàng)管插入被(bei)測介質管(guan)道。流體👌流(liú)經測量管(guǎn)時,首先經(jīng)過一個壓(yā)力大于管(guan)道靜壓的(de)高壓區域(yù),流體在高(gao)壓孔後的(de)加速段速(su)度迅速增(zeng)大，高壓區(qu)域的壓🚶力(li)上升,在經(jing)過高低壓(yā)分界點後(hou),阻力消失(shi)💃,在測量管(guǎn)後部的低(di)壓區域産(chan)生部分♋真(zhen)空,使測量(liàng)管前後的(de)壓力差增(zeng)大。德爾塔(tǎ)巴💞流量🔞計(ji)利用高💛、低(dī)壓區按科(ke)學計算有(you)規律的分(fèn)布在測量(liang)管兩側的(de)取壓孔來(lái)檢測流體(ti)的差壓，得(de)出由平均(jun)流速産生(sheng)的平均差(cha)壓,把這個(ge)差壓傳送(sòng)給差壓☀️變(bian)送器并進(jin)行分析計(jì)算。德爾塔(tǎ)巴采用🤞了(le)不均勻分(fen)布的兩排(pái)🐪取壓孔進(jìn)行取壓,避(bi)免了單一(yi)取壓孔隻(zhī)能取得某(mou)一點流速(sù)而不是平(ping)均流速,這(zhe)樣能更好(hǎo)地反映被(bei)測管道的(de)真實流量(liang)。
4.3計算方法(fa)
　　德爾塔巴(ba)的流量計(jì)算基本是(shi)按照ENISO5167-1标準(zhǔn)中指定的(de)方法♈計算(suan)。計算方法(fa)如下:

式中(zhōng):qm爲質量流(liu)量(kg/s);ζ爲探頭(tóu)的阻斷系(xi)數;ε爲流體(ti)膨脹系數(shu);d爲🔞管道内(nei)徑(m);OP爲壓差(chà)(Pa);p爲工作狀(zhuang)态下介質(zhi)密度(kg/m3)。
　　德爾(er)塔巴的阻(zu)斷系數ζ隻(zhi)與探頭的(de)結構有關(guān),與介質✔️無(wu)關，可在每(mei)個探頭的(de)計算書中(zhōng)找到。下标(biāo)爲B表示工(gong)作狀态下(xià)，下标爲D表(biǎo)示設計時(shi)的狀态。
　　由(yóu)于德爾塔(tǎ)巴引起的(de)壓力損失(shi)極小，所以(yǐ)膨脹系數(shu)ε非常接近(jìn)于1,但在計(ji)算時ε是-一(yi)個常數,在(zai)被測量💛介(jie)質爲可壓(yā)縮介質比(bi)如氧氣時(shí)，要按當前(qian)工作狀态(tài)下的可膨(péng)脹💃🏻系數計(ji)♊算。一般㊙️可(kě)按照🈲最大(dà)流量的2/3時(shí)的可膨脹(zhàng)系數計㊙️算(suan):

式中:εp可在(zai)計算書中(zhong)查找。
　　流量(liàng)計算的精(jing)确度受管(guǎn)道内徑的(de)影響大,需(xū)要精确确(què)定管道🍉内(nèi)徑的取值(zhi)。管道内徑(jìng)受材料和(he)溫度影響(xiang)與設計尺(chi)🈲寸發生偏(piān)離,需要在(zai)線計算管(guan)道内徑:

式(shì)中:a表示管(guǎn)道材料的(de)縱向膨脹(zhang)系數。
　　工作(zuo)情況下介(jiè)質的密度(du)與當時的(de)溫度、壓力(lì)和介質的(de)性質🍓有關(guān)。若設計狀(zhuang)态與工作(zuò)狀态相近(jìn)時,也可按(àn)照以下公(gong)式計算:

5德(dé)爾塔巴流(liu)量計在浮(fú)選作業空(kong)氣流量檢(jian)測中的應(ying)用
5.1應用條(tiao)件
　　某選礦(kuang)廠浮選作(zuo)業設有7組(zu)壓縮空氣(qi)支管,用于(yu)浮選♋槽的(de)充氣。全部(bù)選用德爾(er)塔巴流量(liang)計進行流(liu)量檢測,并(bìng)通過氣動(dong)單🐆座調🈚節(jie)閥對壓縮(suo)空氣流量(liang)進行控制(zhì),壓縮空♈氣(qì)從浮選槽(cao)底部噴出(chu),形成浮選(xuan)槽😘泡沫,壓(ya)縮空氣流(liu)量是否合(he)理直接關(guan)系到浮選(xuan)槽♈的生産(chǎn)指标📐。壓縮(suō)空氣管徑(jing)爲DN50,工作狀(zhuàng)态下氣體(tǐ)溫度約爲(wei)40℃,壓力爲0.6MPa。德(de)爾塔巴流(liú)量計的檢(jian)測信号輸(shu)人PLC控制系(xi)統,進行流(liú)量的計算(suàn)、累計和控(kòng)制。
5.2德爾塔(ta)巴流量計(jì)的組成及(jí)選型
1)德爾(ěr)塔巴檢測(ce)件
　　德爾塔(tǎ)巴的檢測(cè)件爲德爾(ěr)塔巴探頭(tóu),探頭由探(tan)頭套管和(he)探頭🥵本體(tǐ)組成。探頭(tou)套管即探(tan)頭支架,是(shì)與🤟管道焊(hàn)接的部📱件(jiàn)，探頭本體(tǐ)安裝在管(guǎn)道内部，可(kě)以單/雙面(mian)支撐。本體(tǐ)與套管用(yong)法蘭或焊(han)🌐接的方式(shì)連接。某選(xuǎn)礦📧廠浮選(xuan)作業7組壓(yā)縮空氣支(zhī)管流量檢(jiǎn)測采用的(de)德爾塔巴(bā)檢測件,型(xing)号爲HLVD25,量程(cheng)0~2000N·m3/h,工作溫度(du)40C,工✊作壓力(lì)0.6MPa,量程⛹🏻‍♀️比大(dà)于30:1,探頭材(cái)料🌈爲316L不鏽(xiu)鋼。在此應(yīng)用條件下(xià),德爾塔巴(bā)檢測件💜形(xíng)成的差壓(ya)範圍大約(yuē)爲0~1.3kPa。德爾塔(tǎ)巴檢測件(jian)後帶 三閥(fá)組 ,可以直(zhi)接安裝差(cha)壓變送器(qi)。
2)差壓變送(song)器
　　差壓變(bian)送器作爲(wei)德爾塔巴(ba)檢測件的(de)差壓檢測(cè)。選用的差(cha)壓變送器(qì)型号爲7MF4433-1FA02-2AB6-ZA01+Y01,量(liàng)程0~2.kPa,二線制(zhì),電源24VDC,帶表(biao)頭,精度0.5級(ji),輸出4~20mA信号(hao)到PLC進行處(chù)理。
3)溫度傳(chuan)感器
　　溫度(du)傳感器用(yòng)于壓縮空(kōng)氣溫度的(de)檢測,在總(zong)管上🔆設置(zhì)一🐆個溫💛度(dù)傳感器即(jí)可。溫度傳(chuan)感器爲 Pt100 熱(rè)電阻 ，型号(hao)爲WZP-230/LXl=300x150/36/,304套管,M27x2螺(luo)紋。熱電阻(zǔ)信号通過(guo)三線制方(fāng)式接入PLC。
4)壓(ya)力變送器(qì)
　　壓力變送(sòng)器作爲管(guǎn)道壓力的(de)檢測。壓力(li)變送器型(xíng)号💰爲7MF4033-1DA01-2AB6-ZA01+Y01,量程(cheng)0~1.0MPa,二線制,輸(shu)出4~20mA,電源24VDC,帶(dai)表頭,管道(dào)壓力通過(guò)導壓🔞管經(jing)截止閥引(yǐn)到壓力變(biàn)送器。
5.3現場(chang)安裝
　　德爾(ěr)塔巴探頭(tou)安裝示意(yì)圖如圖2所(suǒ)示。德爾塔(ta)巴探頭㊙️必(bì)須根據管(guan)道尺寸選(xuǎn)型,确保檢(jian)測杆的尺(chi)寸必🐆須與(yu)管道直徑(jing)一緻。爲了(le)使德爾塔(tǎ)巴探頭更(gèng)有效地工(gōng)作,現場安(ān)裝時需要(yao)注意以下(xià)幾個細節(jiē):1)在探♋頭上(shàng)标有流體(tǐ)流向和差(chà)壓極性的(de)标牌，安裝(zhuāng)時确認探(tan)頭極性🏃‍♀️;2)必(bi)須保證探(tàn)🈲頭的高壓(ya)側與變送(sòng)器的⛱️正極(ji)連接,低壓(yā)🌈側與變送(sòng)器的負極(jí)連接;3)将差(chà)壓變送器(qì)按照手冊(cè)進🔞行線路(lù)🔆連接。
　　　由于(yu)被測介質(zhì)是壓縮空(kong)氣,差壓信(xìn)号通過氣(qì)體介質傳(chuan)遞到㊙️差🏃🏻壓(yā)變送器,所(suo)以安裝差(cha)壓變送器(qi)時應盡量(liang)由.上往下(xia)插入🤞，或者(zhě)傾斜3%,使冷(lěng)凝水能順(shun)利返回管(guǎn)道中。現場(chǎng)安裝時🔞,三(san)閥組和差(chà)壓變送器(qì)的位🆚置必(bi)須高于探(tàn)頭差壓輸(shū)出端口,否(fǒu)則将影響(xiǎng)測量效果(guo)。

6結束語
　　以(yi)節流裝置(zhi)爲檢測元(yuan)件的節流(liu)型流量計(ji)是曆史❌悠(you)久,理論底(dǐ)蘊深厚,實(shí)踐經驗豐(fēng)富,應用成(chéng)熟,性價比(bǐ)很高的一(yi)-類流量👈計(jì),目前節流(liu)型流量計(ji)的種類有(yǒu)上百種,應(ying)用選型時(shí)🆚需要根據(ju)實際工藝(yì)要求綜合(hé)考慮。與渦(wo)街流量計(ji)比較,該文(wén)選擇德爾(er)塔巴節🐇流(liú)型流量計(ji)檢測壓縮(suo)空氣流量(liàng),可節省大(dà)約2/3的投資(zi),并且檢測(ce)精度達到(dào)1.5%左右，與🏃🏻新(xin)的渦街流(liú)量🔴計精度(du)(1%~2%)相當，而☎️對(duì)于大型管(guan)道(DN200以上)的(de)流量檢測(cè),選擇德爾(ěr)💯塔巴流量(liang)計的經濟(jì)性更加顯(xiǎn)著。

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