摘(zhai)要：在(zai)蒸汽(qi)能源(yuan)的生(sheng)産過(guo)程計(ji)量和(he)自動(dong)控制(zhi)領域(yu)中，用(yong)一台(tai)㊙️儀表(biao)能同(tong)時對(dui)流量(liang)、溫度(du)和壓(ya)力等(deng)多參(can)數進(jin)行測(ce)量的(de)功能(neng)非常(chang)重要(yao)。研制(zhi)的一(yi)種集(ji)通用(yong)渦街(jie)流量(liang)傳🛀🏻感(gan)器及(ji)溫度(du)壓🐇力(li)傳感(gan)器于(yu)一體(ti)的蒸(zheng)汽渦(wo)街流(liu)量計(ji)
，實現(xian)了對(dui)蒸汽(qi)的流(liu)量、溫(wen)度、壓(ya)力和(he)質量(liang)流量(liang)等多(duo)參數(shu)的準(zhun)🐉确測(ce)量或(huo)積算(suan)，并且(qie)具有(you)現場(chang)顯示(shi)、标準(zhun)信号(hao)遠傳(chuan)和通(tong)訊功(gong)能，更(geng)便于(yu)自動(dong)化管(guan)理。
蒸(zheng)汽是(shi)一種(zhong)比較(jiao)特殊(shu)的能(neng)源介(jie)質，随(sui)着工(gong)況溫(wen)度和(he)壓力(li)的變(bian)化，過(guo)熱蒸(zheng)汽經(jing)常會(hui)轉變(bian)成爲(wei)飽和(he)蒸汽(qi)，并且(qie)溫度(du)壓力(li)不🆚同(tong)蒸汽(qi)密度(du)也不(bu)同，現(xian)有蒸(zheng)汽計(ji)量儀(yi)表常(chang)用的(de)是以(yi)
孔闆(pan)流量(liang)計
爲(wei)代表(biao)的
差(cha)壓式(shi)流量(liang)計
[1]或(huo)普通(tong)渦街(jie)流量(liang)計等(deng)，由于(yu)它們(men)僅測(ce)量體(ti)積流(liu)量，測(ce)🧑🏾🤝🧑🏼量不(bu)了溫(wen)度和(he)壓力(li)，肯定(ding)會存(cun)在最(zui)終測(ce)不準(zhun)的問(wen)題。并(bing)且常(chang)用的(de)差壓(ya)式⚽流(liu)量計(ji)壓損(sun)很大(da)[1-3]，是渦(wo)街的(de)數倍(bei)以上(shang)，産🐇生(sheng)的能(neng)源消(xiao)耗浪(lang)費很(hen)大，并(bing)且差(cha)壓式(shi)流量(liang)計計(ji)量系(xi)統零(ling)部件(jian)數量(liang)較多(duo)、安裝(zhuang)複雜(za)、維護(hu)費用(yong)高；普(pu)通的(de)
渦街(jie)流量(liang)計
也(ye)僅能(neng)測量(liang)體積(ji)流量(liang)，不能(neng)測量(liang)溫度(du)、壓力(li)和密(mi)度，且(qie)耐🎯高(gao)溫性(xing)♈能差(cha)。目前(qian)，蒸汽(qi)質量(liang)流量(liang)測量(liang)基本(ben)上仍(reng)采用(yong)推導(dao)法（間(jian)接法(fa)）質♉量(liang)積算(suan)法，在(zai)推導(dao)式質(zhi)量⚽計(ji)量中(zhong)，關鍵(jian)環㊙️節(jie)是蒸(zheng)汽密(mi)度的(de)求取(qu)，蒸汽(qi)工況(kuang)變化(hua)後，由(you)蒸㊙️汽(qi)溫度(du)壓力(li)求取(qu)其☁️密(mi)度的(de)關系(xi)式亦(yi)發💞生(sheng)變化(hua)。多參(can)✍️數[4]測(ce)量的(de)蒸汽(qi)渦街(jie)流量(liang)計的(de)研制(zhi)爲💚蒸(zheng)汽流(liu)量的(de)準确(que)測量(liang)提供(gong)了新(xin)的方(fang)法。
1流(liu)量計(ji)的結(jie)構和(he)測量(liang)原理(li)
多參(can)數測(ce)量的(de)蒸汽(qi)渦街(jie)流量(liang)計的(de)結構(gou)設計(ji)如圖(tu)1所示(shi)，它✂️是(shi)由測(ce)量管(guan)表體(ti)、渦街(jie)流量(liang)傳感(gan)器、溫(wen)度傳(chuan)👅感器(qi)、壓力(li)傳感(gan)器、積(ji)算顯(xian)示儀(yi)和測(ce)量電(dian)路組(zu)成的(de)結構(gou)一體(ti)化的(de)測量(liang)系統(tong)。渦街(jie)流量(liang)傳感(gan)器安(an)裝在(zai)旋渦(wo)發生(sheng)體後(hou)，基于(yu)卡門(men)渦街(jie)🈲原理(li)[5]感受(shou)被測(ce)流體(ti)🐇的渦(wo)街旋(xuan)渦升(sheng)力，傳(chuan)感器(qi)👌輸出(chu)的信(xin)号頻(pin)率值(zhi)正比(bi)于流(liu)體流(liu)量，通(tong)過測(ce)出頻(pin)率計(ji)算出(chu)被測(ce)的體(ti)積流(liu)量；溫(wen)度傳(chuan)感器(qi)安🌐裝(zhuang)在流(liu)量傳(chuan)感器(qi)下遊(you)，測出(chu)蒸汽(qi)❤️的工(gong)況溫(wen)度；壓(ya)力傳(chuan)🔞感器(qi)測量(liang)旋渦(wo)發生(sheng)體後(hou)的蒸(zheng)💚汽壓(ya)力，等(deng)效于(yu)流量(liang)傳感(gan)器測(ce)量點(dian)處的(de)工況(kuang)壓力(li)，它的(de)引壓(ya)孔位(wei)于旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)側面(mian)靠後(hou)😘方與(yu)流量(liang)🏃傳感(gan)器安(an)裝點(dian)相垂(chui)直的(de)⛱️位置(zhi)，引壓(ya)彎管(guan)中充(chong)有蒸(zheng)汽冷(leng)凝導(dao)壓液(ye)，可以(yi)防止(zhi)高溫(wen)氣體(ti)直接(jie)與壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)接觸(chu)。流量(liang)傳感(gan)器、溫(wen)度傳(chuan)感⭕器(qi)和💜壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)的3路(lu)電信(xin)号經(jing)由穿(chuan)過支(zhi)撐筒(tong)柱内(nei)📐的各(ge)自信(xin)号導(dao)線上(shang)傳到(dao)流量(liang)積算(suan)儀中(zhong)進行(hang)信号(hao)處理(li)和轉(zhuan)換，再(zai)由積(ji)算顯(xian)示儀(yi)計算(suan)出工(gong)況體(ti)積流(liu)量值(zhi)、工況(kuang)壓力(li)值和(he)工況(kuang)溫度(du)值。已(yi)知飽(bao)和或(huo)過熱(re)蒸汽(qi)的密(mi)度是(shi)其工(gong)況溫(wen)度和(he)壓力(li)的二(er)元變(bian)量特(te)定🥰函(han)數，該(gai)蒸汽(qi)密度(du)值和(he)相關(guan)計算(suan)公式(shi)存儲(chu)在流(liu)量積(ji)算儀(yi)的存(cun)♉儲器(qi)内，在(zai)測量(liang)到實(shi)際溫(wen)度和(he)壓力(li)後通(tong)過自(zi)動調(diao)用或(huo)查詢(xun)存儲(chu)數據(ju)庫讀(du)取蒸(zheng)汽密(mi)度，再(zai)與之(zhi)前測(ce)量出(chu)的工(gong)況體(ti)積量(liang)乘積(ji)🙇🏻就可(ke)精确(que)算出(chu)蒸汽(qi)質量(liang)流量(liang)。
2設計(ji)
2.1一體(ti)化整(zheng)機結(jie)構設(she)計
1）一(yi)體化(hua)的流(liu)量計(ji)結構(gou)主體(ti)爲兩(liang)端焊(han)接标(biao)準法(fa)蘭結(jie)構的(de)測量(liang)管表(biao)體，腔(qiang)内裝(zhuang)一個(ge)三角(jiao)柱狀(zhuang)形截(jie)面的(de)旋渦(wo)發生(sheng)體，測(ce)量管(guan)表體(ti)長度(du)根據(ju)口徑(jing)大小(xiao)和安(an)裝要(yao)求設(she)計成(cheng)系列(lie)⛷️化标(biao)準長(zhang)度，使(shi)得每(mei)一種(zhong)流量(liang)計滿(man)足于(yu)不同(tong)壓力(li)、不同(tong)口徑(jing)的管(guan)道🌈連(lian)接并(bing)具有(you)标準(zhun)化結(jie)⭐構和(he)尺寸(cun)，該表(biao)體結(jie)構标(biao)準化(hua)高、加(jia)工成(cheng)本低(di)。
2）測量(liang)管表(biao)體腔(qiang)内上(shang)遊焊(han)接有(you)三角(jiao)柱形(xing)截面(mian)的旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)[6]，旋渦(wo)發生(sheng)體與(yu)測量(liang)管表(biao)體的(de)材質(zhi)都采(cai)⚽用奧(ao)氏體(ti)🥵不鏽(xiu)✔️鋼制(zhi)成，具(ju)有良(liang)好的(de)耐腐(fu)、耐高(gao)溫特(te)性；旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)前段(duan)的直(zhi)管段(duan)長度(du)約爲(wei)表體(ti)總長(zhang)的1/3；三(san)角柱(zhu)形的(de)發生(sheng)🧡體的(de)大端(duan)寬度(du)尺寸(cun)爲表(biao)體内(nei)實際(ji)直徑(jing)的0.27～0.28倍(bei)；這種(zhong)結構(gou)和材(cai)料設(she)計能(neng)确保(bao)流量(liang)🚩計在(zai)測量(liang)高溫(wen)蒸汽(qi)時仍(reng)具有(you)穩定(ding)的結(jie)構尺(chi)🔴寸從(cong)而實(shi)現穩(wen)🛀定的(de)K系數(shu)，同時(shi)具有(you)良好(hao)的線(xian)性度(du)和最(zui)小的(de)壓力(li)損失(shi)等多(duo)🏃♂️種特(te)性。
3）如(ru)圖1所(suo)示，流(liu)量傳(chuan)感器(qi)、溫度(du)傳感(gan)器和(he)壓力(li)傳感(gan)器及(ji)其組(zu)件按(an)順序(xu)依次(ci)安裝(zhuang)在表(biao)體上(shang)，即溫(wen)度和(he)壓💚力(li)傳感(gan)器都(dou)安裝(zhuang)在旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)的下(xia)遊，不(bu)僅實(shi)現了(le)安裝(zhuang)結構(gou)緊🔅湊(cou)，而且(qie)安裝(zhuang)位置(zhi)與國(guo)家标(biao)準或(huo)國際(ji)标準(zhun)的規(gui)範要(yao)求👈相(xiang)一緻(zhi)。該位(wei)置設(she)計合(he)理保(bao)證了(le)溫度(du)和壓(ya)🔞力測(ce)量值(zhi)更準(zhun)确，使(shi)得經(jing)過壓(ya)力和(he)溫度(du)補償(chang)積算(suan)後的(de)儀表(biao)線性(xing)度更(geng)高，能(neng)實現(xian)對蒸(zheng)汽質(zhi)量的(de)精度(du)高計(ji)量要(yao)求。
4）積(ji)算顯(xian)示儀(yi)通過(guo)一個(ge)加長(zhang)型的(de)支撐(cheng)筒柱(zhu)遠離(li)本😍體(ti)👅安裝(zhuang)📞，能避(bi)免本(ben)體的(de)高溫(wen)影響(xiang)，滿足(zu)蒸汽(qi)計量(liang)的高(gao)溫要(yao)求；必(bi)要時(shi)，積算(suan)顯示(shi)儀還(hai)可整(zheng)體與(yu)表體(ti)分離(li)型安(an)裝，通(tong)過特(te)制電(dian)纜相(xiang)連接(jie)。
5）壓力(li)傳感(gan)器靠(kao)近積(ji)算顯(xian)示儀(yi)安裝(zhuang)在支(zhi)撐筒(tong)的上(shang)端🌍位(wei)置，以(yi)遠離(li)可能(neng)的高(gao)溫表(biao)體，僅(jin)通過(guo)帶有(you)回形(xing)管段(duan)的引(yin)壓管(guan)🈲導壓(ya)測量(liang)到已(yi)降溫(wen)的蒸(zheng)汽壓(ya)力值(zhi)🐅，提高(gao)了壓(ya)力測(ce)量系(xi)統的(de)可靠(kao)性，并(bing)延長(zhang)壽命(ming)。
實現(xian)的一(yi)體化(hua)結構(gou)即具(ju)有緊(jin)湊簡(jian)潔的(de)标準(zhun)化結(jie)構，又(you)具有(you)适于(yu)高溫(wen)蒸汽(qi)計量(liang)的耐(nai)溫結(jie)構，總(zong)體提(ti)高了(le)産品(pin)🐕的可(ke)靠性(xing)👉和準(zhun)确性(xing)。
2.2渦街(jie)流量(liang)傳感(gan)器的(de)設計(ji)
渦街(jie)流量(liang)傳感(gan)器是(shi)渦街(jie)流量(liang)計的(de)最核(he)心部(bu)件，它(ta)的性(xing)能直(zhi)接決(jue)定了(le)渦街(jie)流量(liang)計的(de)總體(ti)性能(neng)，用于(yu)蒸汽(qi)計量(liang)的場(chang)合要(yao)求更(geng)高；一(yi)是溫(wen)度高(gao)，最高(gao)要能(neng)✊耐到(dao)400℃；二✌️是(shi)流量(liang)大，工(gong)業⭕蒸(zheng)汽計(ji)量的(de)管🍉道(dao)流速(su)一般(ban)範圍(wei)爲10～70m/s[7]，三(san)是要(yao)耐沖(chong)擊，蒸(zheng)汽的(de)密度(du)大，一(yi)🔱般爲(wei)常溫(wen)空氣(qi)的數(shu)倍或(huo)10倍，密(mi)度大(da)的介(jie)質對(dui)高溫(wen)下的(de)傳感(gan)器的(de)沖擊(ji)力破(po)壞也(ye)大。以(yi)上3點(dian)就是(shi)要求(qiu)渦街(jie)流量(liang)傳感(gan)器在(zai)結構(gou)、材料(liao)和性(xing)能上(shang)要有(you)合理(li)的設(she)計和(he)✏️要求(qiu)以滿(man)足大(da)流量(liang)的高(gao)溫蒸(zheng)汽計(ji)量。爲(wei)此，采(cai)用了(le)壓電(dian)傳感(gan)器與(yu)旋渦(wo)發🐪生(sheng)體（三(san)🔞角柱(zhu)）分離(li)型的(de)結構(gou)方案(an)，一種(zhong)小尺(chi)寸懸(xuan)臂梁(liang)[8]結構(gou)的壓(ya)電式(shi)通用(yong)渦街(jie)流量(liang)傳感(gan)器☔[9]（簡(jian)稱壓(ya)電傳(chuan)🚩感器(qi)），壓電(dian)傳感(gan)器結(jie)構示(shi)意圖(tu)如圖(tu)2所示(shi)，由安(an)裝法(fa)✌️蘭盤(pan)🐇、探頭(tou)扁尾(wei)、壓電(dian)元件(jian)、金屬(shu)铠裝(zhuang)導線(xian)、密封(feng)罩、接(jie)線端(duan)子等(deng)組成(cheng)。壓電(dian)傳感(gan)器通(tong)過中(zhong)部的(de)安裝(zhuang)法蘭(lan)盤與(yu)流量(liang)計殼(ke)體固(gu)定，下(xia)部的(de)懸臂(bi)梁置(zhi)于旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)内部(bu)或後(hou)面的(de)孔洞(dong)中，壓(ya)💋電傳(chuan)感器(qi)的探(tan)頭扁(bian)尾兩(liang)側獲(huo)取旋(xuan)渦升(sheng)力作(zuo)🤞用，并(bing)傳感(gan)出相(xiang)應的(de)渦街(jie)流量(liang)信号(hao)。在懸(xuan)臂梁(liang)内部(bu)👣，采用(yong)了居(ju)裏溫(wen)度高(gao)達1200℃铌(ni)酸锂(li)[10]壓電(dian)❓元件(jian)機械(xie)封裝(zhuang)在探(tan)頭内(nei)空腔(qiang)中，空(kong)餘空(kong)腔則(ze)無其(qi)它填(tian)充物(wu)。壓電(dian)🌂元件(jian)通過(guo)剛性(xing)結構(gou)的铠(kai)裝導(dao)線将(jiang)信号(hao)輸出(chu)🧡到外(wai)部的(de)接線(xian)端子(zi)上，再(zai)通過(guo)接線(xian)端子(zi)将信(xin)号輸(shu)出到(dao)外部(bu)信号(hao)處理(li)單元(yuan)進行(hang)處理(li)。當管(guan)道流(liu)體因(yin)旋渦(wo)㊙️發生(sheng)體産(chan)生渦(wo)街後(hou)，伴随(sui)産生(sheng)的交(jiao)變升(sheng)力作(zuo)用在(zai)💔懸臂(bi)梁下(xia)部的(de)探頭(tou)扁尾(wei)上，懸(xuan)臂梁(liang)産生(sheng)變形(xing)并迫(po)㊙️使内(nei)部的(de)壓電(dian)元件(jian)也同(tong)步變(bian)形，從(cong)而産(chan)生出(chu)與交(jiao)變升(sheng)力對(dui)應🈲的(de)電荷(he)，通過(guo)後續(xu)的一(yi)系列(lie)信号(hao)處理(li)電路(lu)，最終(zhong)獲得(de)流量(liang)信息(xi)😘。
傳(chuan)感器(qi)的各(ge)零部(bu)件外(wai)表材(cai)料全(quan)部選(xuan)用奧(ao)氏體(ti)不鏽(xiu)鋼，傳(chuan)感器(qi)的外(wai)部封(feng)裝結(jie)構全(quan)部采(cai)用氩(ya)弧焊(han)接🙇♀️密(mi)封🚶，壓(ya)電元(yuan)件采(cai)用铌(ni)酸锂(li)壓電(dian)晶體(ti)等設(she)計，根(gen)本上(shang)保證(zheng)了渦(wo)街傳(chuan)感器(qi)能耐(nai)400℃高溫(wen)蒸汽(qi)計量(liang)；壓電(dian)傳感(gan)器探(tan)頭扁(bian)尾長(zhang)度⚽L和(he)外徑(jing)d設計(ji)得較(jiao)小♻️，小(xiao)尺寸(cun)懸👄臂(bi)梁的(de)結構(gou)設計(ji)即保(bao)證了(le)這種(zhong)傳感(gan)器适(shi)用于(yu)大❌小(xiao)各種(zhong)口徑(jing)🥵流量(liang)計的(de)配套(tao)安裝(zhuang)，也具(ju)有很(hen)高的(de)抗沖(chong)擊性(xing)能，不(bu)會被(bei)大流(liu)量的(de)蒸汽(qi)沖壞(huai)；另外(wai)，該傳(chuan)感器(qi)還具(ju)有常(chang)溫1000MΩ以(yi)上的(de)絕緣(yuan)阻抗(kang)和良(liang)好的(de)信噪(zao)比，使(shi)得流(liu)量⁉️計(ji)計量(liang)蒸汽(qi)🌐時既(ji)有🔴高(gao)可靠(kao)性和(he)長壽(shou)命🌐，還(hai)具有(you)15∶1以上(shang)的寬(kuan)🤞量程(cheng)性🌍能(neng)。
2.3溫度(du)傳感(gan)器的(de)設計(ji)
普通(tong)的IC溫(wen)度傳(chuan)感器(qi)測溫(wen)範圍(wei)一般(ban)隻限(xian)于-50℃～+125℃，選(xuan)擇高(gao)✍️溫薄(bao)膜🙇🏻鉑(bo)電阻(zu)Pt100或Pt1000作(zuo)爲溫(wen)度傳(chuan)感器(qi)，由于(yu)其可(ke)耐溫(wen)♌度範(fan)圍更(geng)高：-200℃～+600℃，解(jie)決了(le)蒸汽(qi)計量(liang)耐高(gao)溫問(wen)題；并(bing)且由(you)于其(qi)微🌐型(xing)封裝(zhuang)，更有(you)利于(yu)結構(gou)上與(yu)流量(liang)計實(shi)現一(yi)體化(hua)，一體(ti)化設(she)計後(hou)🌈引線(xian)也很(hen)短，引(yin)線電(dian)阻的(de)影響(xiang)忽略(lue)不計(ji)，所以(yi)可以(yi)采用(yong)✊兩線(xian)制接(jie)入方(fang)式，這(zhe)樣的(de)✊結構(gou)簡單(dan)，安裝(zhuang)也方(fang)便；其(qi)次，薄(bao)膜式(shi)鉑電(dian)阻信(xin)⭐号處(chu)理電(dian)路簡(jian)單，僅(jin)需🌈通(tong)過簡(jian)單的(de)模數(shu)轉換(huan)就可(ke)接入(ru)積算(suan)顯示(shi)儀内(nei)的單(dan)片機(ji)中；而(er)且其(qi)精度(du)高、可(ke)靠性(xing)高但(dan)價格(ge)卻十(shi)分便(bian)宜。總(zong)體上(shang)，采用(yong)高溫(wen)薄膜(mo)式鉑(bo)電阻(zu)具有(you)很高(gao)的性(xing)價比(bi)，适用(yong)于工(gong)業儀(yi)表量(liang)産配(pei)❓套。
2.4壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)的設(she)計
壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)設計(ji)爲氩(ya)弧焊(han)接封(feng)裝結(jie)構的(de)高穩(wen)态的(de)壓阻(zu)式壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)，采用(yong)标準(zhun)的四(si)線制(zhi)電阻(zu)橋式(shi)接🏃🏻線(xian)方法(fa)與積(ji)算儀(yi)相連(lian)接；整(zheng)體安(an)裝以(yi)組件(jian)結構(gou)方式(shi)遠離(li)高溫(wen)管道(dao)安裝(zhuang)在積(ji)算顯(xian)🍉示儀(yi)的前(qian)側🎯下(xia)方，如(ru)圖🏃1所(suo)示，壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)是通(tong)過引(yin)壓彎(wan)管将(jiang)被測(ce)流體(ti)引入(ru)後測(ce)量壓(ya)力值(zhi)。該壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)精度(du)高🐉，耐(nai)溫穩(wen)定性(xing)🔞好，密(mi)封可(ke)靠，安(an)裝結(jie)構合(he)理，通(tong)用🌈性(xing)和标(biao)準化(hua)程度(du)高，也(ye)易于(yu)檢修(xiu)維護(hu)，性價(jia)比高(gao)。
2.5積算(suan)顯示(shi)儀的(de)設計(ji)
積算(suan)顯示(shi)儀硬(ying)件系(xi)統圖(tu)如圖(tu)3所示(shi)，主體(ti)采用(yong)單片(pian)㊙️機作(zuo)爲核(he)心處(chu)理器(qi)，該型(xing)單片(pian)機是(shi)一款(kuan)16位的(de)單片(pian)機，供(gong)電電(dian)壓爲(wei)1.8V～3.6V，采用(yong)了精(jing)簡指(zhi)令集(ji)（RISC）結構(gou)，運算(suan)速度(du)快，片(pian)上資(zi)源豐(feng)🤩富，便(bian)于⛷️功(gong)能擴(kuo)展，在(zai)其系(xi)統中(zhong)共有(you)1種工(gong)作模(mo)🔞式（AM）和(he)5種低(di)功耗(hao)模式(shi)（LPM0-LPM4），工作(zuo)模式(shi)下工(gong)作電(dian)流隻(zhi)有200μA，RAM數(shu)據🌍保(bao)持模(mo)式工(gong)作電(dian)流隻(zhi)有0.1μA，非(fei)常适(shi)用于(yu)各種(zhong)需要(yao)電池(chi)供電(dian)的低(di)功耗(hao)設計(ji)的工(gong)業計(ji)量儀(yi)表設(she)備中(zhong)♊。基于(yu)單片(pian)機卓(zhuo)越的(de)超低(di)功耗(hao)特性(xing)，以及(ji)實際(ji)的低(di)功耗(hao)應用(yong)🌍需求(qiu)，是将(jiang)其作(zuo)爲主(zhu)控微(wei)處理(li)器的(de)主要(yao)目的(de)。滿足(zu)了多(duo)傳感(gan)器信(xin)号采(cai)集和(he)數據(ju)處理(li)功能(neng)以及(ji)多種(zhong)信号(hao)🔆輸出(chu)及通(tong)信功(gong)能所(suo)需的(de)功耗(hao)和硬(ying)件資(zi)源要(yao)求。
系(xi)統采(cai)用外(wai)部24VDC和(he)内置(zhi)3.6V锂亞(ya)硫電(dian)池雙(shuang)電源(yuan)供電(dian)方式(shi)🤟，雙電(dian)☀️源的(de)自動(dong)切換(huan)采用(yong)電源(yuan)管理(li)繼電(dian)器來(lai)控🔴制(zhi)，當系(xi)統與(yu)外部(bu)通信(xin)或對(dui)外輸(shu)出脈(mo)沖信(xin)号或(huo)電🌍流(liu)信号(hao)時，系(xi)統電(dian)能取(qu)自外(wai)供電(dian)24VDC端口(kou)，而當(dang)系統(tong)脫離(li)外部(bu)電源(yuan)單獨(du)工☔作(zuo)時，系(xi)統🔴電(dian)能則(ze)取🎯自(zi)内置(zhi)锂亞(ya)硫電(dian)池，這(zhe)時所(suo)有通(tong)信和(he)信号(hao)輸出(chu)端口(kou)全部(bu)關閉(bi)，進入(ru)低功(gong)耗工(gong)作狀(zhuang)态，多(duo)傳📧感(gan)器測(ce)量系(xi)統☀️及(ji)單片(pian)機内(nei)部積(ji)算、顯(xian)示和(he)存儲(chu)單元(yuan)仍然(ran)繼續(xu)工作(zuo)。依據(ju)實際(ji)測量(liang)需要(yao)和精(jing)度要(yao)求，溫(wen)度和(he)壓力(li)傳感(gan)器測(ce)量電(dian)路模(mo)塊采(cai)用間(jian)斷采(cai)樣工(gong)作模(mo)式，可(ke)進一(yi)步降(jiang)低整(zheng)個積(ji)算顯(xian)示儀(yi)系統(tong)的功(gong)耗。
這(zhe)種低(di)功耗(hao)、通信(xin)功能(neng)和雙(shuang)電源(yuan)設計(ji)實現(xian)了蒸(zheng)汽流(liu)🌏量🚶計(ji)可以(yi)應用(yong)在多(duo)種場(chang)合的(de)計量(liang)需求(qiu)，既可(ke)用于(yu)有外(wai)供電(dian)的場(chang)合、也(ye)可♻️用(yong)于無(wu)外供(gong)電的(de)場合(he)，即使(shi)在外(wai)供電(dian)意外(wai)停電(dian)時，流(liu)量計(ji)仍然(ran)正常(chang)工作(zuo)。
2.6防護(hu)性能(neng)和防(fang)爆性(xing)能設(she)計
爲(wei)提高(gao)通用(yong)現場(chang)儀表(biao)電氣(qi)安全(quan)性能(neng)及适(shi)應測(ce)量蒸(zheng)㊙️汽的(de)高溫(wen)高濕(shi)特殊(shu)環境(jing)等要(yao)求，流(liu)量計(ji)采用(yong)了防(fang)護👣等(deng)級和(he)防爆(bao)等級(ji)設計(ji)。即整(zheng)體結(jie)構采(cai)用主(zhu)要部(bu)件模(mo)塊化(hua)的設(she)計，各(ge)部件(jian)相對(dui)獨立(li)裝配(pei)，部件(jian)相互(hu)間連(lian)接結(jie)構方(fang)便，連(lian)接處(chu)密封(feng)可靠(kao)；外露(lu)部分(fen)的🥰材(cai)料主(zhu)要采(cai)用不(bu)鏽鋼(gang)材質(zhi)，防潮(chao)防鏽(xiu)；積算(suan)顯示(shi)儀🌈的(de)電氣(qi)外殼(ke)采用(yong)隔爆(bao)結構(gou)設計(ji)；流量(liang)計整(zheng)機防(fang)護🧡等(deng)級爲(wei)IP65，防爆(bao)隔爆(bao)等級(ji)爲ExdⅡCT5，适(shi)用于(yu)各種(zhong)要求(qiu)高的(de)防護(hu)防爆(bao)環境(jing)下使(shi)用🈲。
3測(ce)試與(yu)應用(yong)
抽取(qu)試制(zhi)的一(yi)台編(bian)号爲(wei)B11426的DN200口(kou)徑樣(yang)機檢(jian)定，檢(jian)定裝(zhuang)🌐置爲(wei)0.5級精(jing)度的(de)标準(zhun)表法(fa)氣體(ti)流量(liang)計标(biao)準裝(zhuang)置，檢(jian)定依(yi)據标(biao)準爲(wei)JJG1029-2007《渦街(jie)流量(liang)計檢(jian)定規(gui)程》，采(cai)用三(san)線制(zhi)脈沖(chong)信号(hao)輸出(chu)，檢定(ding)流量(liang)範圍(wei)爲（450～7000）m3/h，檢(jian)定結(jie)果爲(wei)1.0級合(he)格，實(shi)測數(shu)據如(ru)表1所(suo)示；該(gai)樣機(ji)整機(ji)精度(du)控制(zhi)在1級(ji)以内(nei)時，實(shi)測平(ping)均功(gong)耗低(di)🌏于400μA，也(ye)滿足(zu)電㊙️池(chi)供電(dian)的設(she)計要(yao)求。
4結(jie)語
自(zi)動化(hua)儀表(biao)（包括(kuo)計量(liang)儀表(biao)）的高(gao)性能(neng)、節能(neng)、智能(neng)化☀️和(he)信息(xi)化是(shi)㊙️現場(chang)儀表(biao)的發(fa)展方(fang)向，渦(wo)街流(liu)量計(ji)在蒸(zheng)汽計(ji)量📧領(ling)域的(de)應用(yong)也越(yue)來越(yue)廣泛(fan)，研制(zhi)具有(you)更适(shi)合蒸(zheng)汽計(ji)量的(de)專用(yong)蒸汽(qi)渦街(jie)流量(liang)計意(yi)義更(geng)爲重(zhong)要。多(duo)參數(shu)蒸汽(qi)渦街(jie)流量(liang)計㊙️具(ju)有結(jie)構簡(jian)單、可(ke)靠🔞性(xing)高、耐(nai)高溫(wen)性好(hao)、性能(neng)穩定(ding)、壓力(li)損失(shi)㊙️小、節(jie)能能(neng)耗、量(liang)程範(fan)圍大(da)、計量(liang)精度(du)高等(deng)特點(dian)，并且(qie)多傳(chuan)感器(qi)一體(ti)化設(she)計，既(ji)解決(jue)了蒸(zheng)汽測(ce)量的(de)溫壓(ya)補償(chang)和修(xiu)正問(wen)💯題，又(you)實現(xian)了蒸(zheng)汽的(de)多種(zhong)工況(kuang)參數(shu)實🍓時(shi)測量(liang)及信(xin)息傳(chuan)輸♊；
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