摘要(yào)：介紹了(le)電磁式(shi)、渦輪式(shi)、差壓式(shì)等幾種(zhong)化工裝(zhuāng)置常用(yong)流量計(ji)的原理(li)及選型(xíng)與安裝(zhuang)使用，從(cóng)理論和(hé)實踐兩(liǎng)方面✍️闡(chǎn)述各自(zì)的特點(dian)。
流量儀(yí)表是過(guò)程自動(dong)化儀表(biao)與裝置(zhì)中的大(da)類儀表(biao)❌之一,它(ta)被廣泛(fan)應用于(yú)冶金:電(diàn)力、化工(gōng)、石油、交(jiao)通、環境(jing)保護及(ji)人民日(rì)常生活(huó)等國民(min)經濟各(ge)個領域(yu)。在過程(chéng)自動化(hua)儀表與(yu)裝置中(zhōng)♌,流量儀(yí)表有兩(liang)大功用(yong):作爲過(guò)程自動(dòng)化控制(zhi)系統的(de)檢測儀(yí)表和測(ce)量✉️物料(liao)數量的(de)總量表(biao)。
流量的(de)正确計(ji)量是生(shēng)産和能(néng)源考核(hé)的必備(bèi)手段,在(zai)👉提高生(sheng)産效率(lü),保障生(shēng)産安全(quán)和杜絕(jue)能源浪(làng)費等方(fāng)面發📧揮(hui)着無可(ke)替代的(de)作用。但(dan)流量是(shì)一個動(dòng)态量,它(tā)㊙️是一個(ge)隻有當(dang)流體發(fa)生運動(dòng)🎯時才實(shi)際存在(zài)的物理(li)量，因此(cǐ)它🆚不僅(jǐn)是基本(běn)量的靜(jing)态組合(hé)，又由于(yu)其動态(tài)性質,流(liu)量量值(zhi)受到許(xǔ)多複雜(zá)因素的(de)✔️影響,例(li)如流體(tǐ)内微觀(guan)分子之(zhi)間的相(xiang)互作用(yong),宏觀的(de)湍流、旋(xuan)✂️渦運動(dòng)等,在具(ju)體的管(guan)道中還(hái)受到邊(biān)界條🏃件(jian)(管壁)的(de)制約。面(miàn)對各種(zhǒng)的流量(liang)儀表✔️,如(ru)何根據(jù)💚流量、流(liu)态、安裝(zhuang)要求與(yu)❤️環境條(tiáo)件、經濟(jì)性等因(yin)素合💘理(lǐ)選型,是(shì)應用好(hao)流量儀(yí)表的前(qian)提和基(jī)礎。流量(liàng)計🚶是使(shi)用比制(zhi)造要艱(jiān)難得多(duō)⭐的少數(shù)儀表之(zhī)一,本文(wén)根據實(shí)際使用(yòng)經驗,簡(jian)單介紹(shào)了化工(gong)裝置幾(jǐ)種常用(yong)流量計(ji)的原理(lǐ)及選型(xing)與使用(yòng)經驗。
1電(dian)磁流量(liàng)計
電磁(ci)流量計(ji)是基于(yú)法拉第(di)電磁感(gǎn)應原理(li)研制出(chū)的一種(zhǒng)測量⭐導(dǎo)電液🎯體(tǐ)體積流(liú)量的儀(yí)表,根據(jù)法拉第(di)電磁感(gǎn)應定律(lü),導電體(tǐ)在磁場(chang)中作切(qiē)割磁力(li)線運動(dong)時,導體(tǐ)中産生(shēng)感應電(diàn)壓,該電(dian)動勢的(de)大小與(yǔ)導體在(zai)磁場中(zhōng)做垂直(zhi)👄于磁場(chang)運動的(de)速度成(cheng)正比,由(you)此再根(gēn)據管徑(jìng),介質的(de)不同,轉(zhuǎn)換成流(liú)量。
電磁(ci)流量計(ji)無節流(liú)部件,因(yin)此壓力(li)損失小(xiǎo)，該儀表(biǎo)測量流(liu)體流量(liang)時,不受(shòu)流體溫(wēn)度、壓力(lì)、密度、粘(zhan)度及流(liú)體組份(fèn)的影響(xiang),适🐅合于(yú)對有懸(xuán)浮物固(gù)體粒子(zǐ)的污水(shui)、煤漿的(de)測量,特(te)别适合(he)于對腐(fu)蝕性介(jie)質的測(cè)量。
選型(xíng)與使用(yòng)時應注(zhu)意:電磁(cí)流量計(jì)所測液(ye)體應具(jù)有測量(liang)💛所需的(de)電導率(lü),并要求(qiú)電導率(lü)分布大(dà)體上均(jun1)勻,不能(neng)用于🌈測(cè)量電導(dǎo)🌈率很低(di)的液體(ti),如石油(you)制品和(hé)有機溶(róng)劑等。電(diàn)磁流量(liang)計的測(ce)量✍️精度(dù)是建立(lì)在液體(ti)充滿管(guǎn)道的情(qíng)形下，目(mù)前在管(guǎn)道中有(you)空氣的(de)情況下(xià)測🔞量問(wèn)題尚未(wei)☎️得到很(hěn)好解決(jué),因此電(dian)磁流量(liàng)計不能(neng)測量氣(qi)體、蒸汽(qì)和含有(yǒu)較多較(jiao)大氣泡(pao)🤞的液體(tǐ)。後時應(ying)注♌意不(bu)同⭕溫度(du)及腐蝕(shí)性介質(zhì)應選用(yong)不同内(nei)襯材料(liao)和電極(ji)材料。電(diàn)磁流♈量(liang)計雖可(ke)以在任(ren)意管🌂道(dao)上安裝(zhuang),但電磁(cí)流量計(ji)測量電(diàn)極的軸(zhou)💛線必須(xu)保持水(shui)平方向(xiàng),且✉️與管(guǎn)道中心(xin)線互相(xiang)垂直💋。爲(wèi)避免在(zài)管内無(wú)液體時(shi)出現指(zhi)針不在(zài)零位的(de)錯🐕覺,電(dian)磁流量(liang)計的變(biàn)送器應(ying)安裝于(yú)任何時(shí)候均充(chong)滿液體(tǐ)的♌地方(fang),同時,該(gai)流量計(ji)的信号(hào)較🤩爲微(wei)弱,因而(ér)在使用(yong)時應注(zhu)意🍓外來(lái)幹擾對(dui)其測量(liàng)精度和(hé)影響,變(biàn)送器應(yīng)安裝于(yú)🌈遠離一(yī)切磁源(yuán)的地方(fang),不允許(xǔ)🐆有振動(dòng)。
2渦輪流(liú)量計
渦(wo)輪流量(liàng)計是一(yi)種速度(dù)式流量(liang)儀表,由(you)于具有(yǒu)測量精(jing)度高,反(fan)應速❄️度(dù)快,測量(liàng)範圍廣(guǎng)，價格低(dī)廉,安裝(zhuāng)方便等(děng)優點,被(bèi)廣♊泛應(ying)用于化(hua)工生産(chan)中。
渦輪(lun)流量計(jì)由渦輪(lún)、軸承、前(qian)置放大(da)器.顯示(shì)儀表組(zǔ)成。渦輪(lun)變🙇♀️送器(qi)的工作(zuo)原理是(shì)當流體(tǐ)沿着管(guan)道的🆚軸(zhou)線方向(xiang)流動⁉️，并(bing)沖擊渦(wo)🌈輪葉片(pian)時,便有(yǒu)與流量(liàng)qv、流速V和(hé)流體密(mi)度ρ乘積(jī)成比例(li)的力作(zuò)用🤩在葉(ye)片上,推(tuī)動渦輪(lún)旋轉。在(zai)渦輪旋(xuán)轉的同(tong)時,葉片(pian)周期性(xing)地切割(gē)電磁鐵(tie)産生的(de)磁力線(xian),改變線(xiàn)圈的磁(ci)通量。根(gēn)據電磁(ci)感應原(yuán)📐理，在線(xiàn)圈内将(jiang)感應出(chū)脈動的(de)電勢信(xin)号(此脈(mò)動信号(hao)的頻率(lǜ)與被測(cè)流體的(de)流量成(cheng)正比)。渦(wo)輪變送(sòng)器輸出(chu)的脈沖(chòng)信号,經(jīng)前置于(yu)放大器(qì)放大後(hòu),送入顯(xiǎn)示儀表(biao),就實現(xian)了流量(liang)的測量(liàng)。
在化工(gōng)裝置中(zhong)選型與(yu)使用應(ying)注意:流(liu)量計本(ben)體最好(hǎo)選用316不(bú)鏽🏃🏻鋼材(cai)料以防(fang)腐;應注(zhù)意确保(bao)被測介(jie)質✌️對渦(wō)輪不能(neng)有腐蝕(shi).特别是(shi)軸承處(chù)，否則應(ying)采取措(cuo)施,在一(yi)般化工(gong)場所應(yīng)優先考(kao)慮軸承(cheng)使用聚(ju)四氟🐅乙(yi)烯碳石(shí)墨材料(liào);安裝渦(wō)輪流量(liang)計前,管(guan)道要清(qing)掃🥵，被測(ce)介質不(bú)潔淨時(shi),要加過(guo)濾器,否(fou)則渦輪(lún)、軸承易(yi)被卡住(zhù),測不出(chu)流量來(lai)。變送器(qi)應水平(ping)安裝,避(bì)免垂直(zhi)安裝，并(bing)保證其(qí)前後有(you)适應的(de)直管段(duàn),一般前(qián)10D,後5D。選用(yong)渦輪流(liú)量計主(zhu)要是看(kàn)中其高(gao)精度,但(dàn)應注意(yì),流量計(jì)精度愈(yù)高,對現(xiàn)場使用(yòng)條件的(de)變化就(jiù)越敏✊感(gan),因此安(an)裝渦輪(lún)💯流量計(jì)時,前後(hòu)管道法(fǎ)蘭要水(shuǐ)平♈,否則(ze)管道應(yīng)力對流(liu)量計影(yǐng)響很大(da)。傳感器(qi)安裝應(yīng)便于維(wéi)修并避(bi)免管道(dào)振動、無(wú)強電磁(ci)幹擾與(yǔ)抗輻射(she)影響的(de)🚩場所。
3差(chà)壓式流(liú)量計
差(chà)壓式流(liú)量計是(shi)根據安(an)裝于管(guan)道中流(liú)量檢測(ce)件産生(sheng)的差壓(ya)、已知的(de)流體條(tiao)件和檢(jian)測件與(yu)管道的(de)幾何尺(chǐ)寸來測(ce)量流量(liàng)的💃🏻儀表(biao)。是早期(qi)大量使(shi)用的一(yi)種測量(liang)流量🤩的(de)計量儀(yi)表。差壓(ya)式流量(liàng)計由三(sān)部份組(zǔ)成:(1)将被(bèi)測🛀🏻液體(tǐ)的流量(liang)變換成(chéng)差壓信(xin)号的節(jiē)流裝置(zhì);(2)傳輸差(chà)壓信号(hao)的信号(hào)管路;(3)測(cè)量差壓(ya)值的差(cha)壓儀或(huò)差壓變(biàn)送器及(jí)顯示儀(yí)表。通常(chang)以檢測(cè)件的型(xíng)式對⭐差(chà)壓式流(liú)量計分(fèn)類,如孔(kong)闆流量(liang)計、文丘(qiū)裏管流(liú)量計及(ji)均速管(guǎn)流量計(jì)等。
在化(hua)工裝置(zhi)中選型(xíng)與使用(yòng)羞壓式(shi)流量計(ji)注意:差(chà)壓式流(liu)量計壓(ya)損大,測(cè)量範圍(wéi)度窄,一(yi)般爲3:1或(huò)4:1,測量的(de)重複性(xing)、精度在(zai)流量計(jì)中屬中(zhong)等水平(píng)。差壓式(shi)流量計(jì)的安裝(zhuāng)應包括(kuò)節流裝(zhuang)置、壓差(chà)引壓導(dao)管、差壓(ya)📱計三部(bù)份。在測(cè)量流體(tǐ)流量時(shí),爲防止(zhi)液體中(zhōng)有氣進(jin)入并存(cún)在導壓(ya)管内及(ji)防止液(ye)體中有(you)沉澱物(wù)析☁️出,差(cha)壓計應(yīng)安裝在(zai)節流裝(zhuāng)置的下(xià)方,測量(liang)氣㊙️體流(liu)量時爲(wèi)防止液(yè)體污物(wù)或🌈灰塵(chen)進人導(dao)壓管,則(zé)差壓計(jì)應安裝(zhuāng)在節流(liú)裝置上(shang)方,測量(liàng)水蒸🧑🏾🤝🧑🏼汽(qi)時要保(bao)持兩根(gen)引壓管(guǎn)内的冷(lěng)凝液柱(zhu)高度相(xiang)等,防止(zhǐ)高🚶溫燕(yan)汽與差(cha)壓計直(zhi)接🏃🏻♂️接觸(chu)。壓差引(yin)壓導管(guan)的🏒材質(zhi)應按被(bei)測介質(zhi)的性質(zhi)和參數(shu)确定，其(qi)内徑不(bú)小于6mm,長(zhang)度最好(hao)😄在16mm以内(nèi)。壓差引(yǐn)壓導管(guǎn)應垂🌍直(zhi)或傾斜(xié)敷設,起(qǐ).傾斜度(du)不小于(yu)1:12,粘度高(gao)的流體(tǐ),其傾斜(xié)度應更(gèng)增大。當(dāng)壓差引(yǐn)壓導管(guan)長📱度超(chāo)過30m時,導(dao)壓管應(ying)分段傾(qing)斜,并在(zai)最高點(diǎn)與最低(di)點裝設(she)集氣器(qi)(或排氣(qì)閥)和沉(chen)澱器(或(huò)排污閥(fa))。嚴寒地(di)區壓差(cha)引壓導(dǎo)管🌏應加(jiā)防凍保(bǎo)護,同時(shi)要防止(zhǐ)過熱,否(fou)👉則壓差(chà)引壓導(dao)管中流(liú)體汽化(hua)會産生(sheng)假差壓(ya)。
4轉子流(liú)量計
轉(zhuǎn)子流量(liàng)計爲低(di)中等精(jīng)度儀表(biao),屬變面(miàn)積式流(liú)量計的(de)🌂一種。轉(zhuan)子流量(liàng)計是以(yi)浮子在(zai)垂直錐(zhui)形管中(zhōng)随着流(liu)量變化(hua)而升🐆降(jiang),改變它(tā)們之間(jian)的流通(tōng)面積來(lai)進行測(ce)量的體(tǐ)積流量(liang)儀表🔞。一(yī)般分爲(wèi)玻璃和(hé)金屬轉(zhuǎn)子流量(liàng)計,作爲(wei)🐆直觀流(liu)動🤞指示(shì)或測量(liang)精度要(yao)求不高(gāo)的現場(chang)指示儀(yí)表,轉子(zi)流量計(jì)被廣泛(fàn)地用在(zai)化工行(hang)業。.
轉子(zǐ)流量計(jì)适合于(yu)對中、小(xiǎo)口徑中(zhong)流體和(he)雷諾數(shù)較低的(de)✍️流體的(de)流量測(cè)量。轉子(zǐ)流量計(jì)壓力損(sun)失較低(dī),有♻️較寬(kuān)的流量(liang)範圍度(dù),一殷爲(wei)10:1,最低爲(wei)5:1,最高爲(wèi)25:1。
選型與(yǔ)使用時(shi)應注意(yì):轉子流(liu)量計主(zhu)要測量(liàng)對象是(shi)🐅單相液(ye)體或氣(qi)體,液體(ti)中含有(you)微粒固(gu)體或氣(qì)體中含(hán)有液滴(dī)通👨❤️👨常不(bú)适用。玻(bo)璃管轉(zhuǎn)子流計(jì)應選帶(dài)有透明(ming)防護罩(zhào),一旦玻(bo)璃錐管(guan)破裂,可(ke)擋住流(liu)體正向(xiang)散濺，以(yǐ)作緊急(jí)處理。用(yong)于氣♋體(ti)時應選(xuan)用導杆(gǎn)或帶棱(léng)筋導向(xiàng)的儀表(biao),以避免(mian)操作不(bu)慎浮子(zǐ)擊碎錐(zhuī)管。轉子(zǐ)流量計(ji)必須垂(chui)直安裝(zhuang)在無振(zhen)動的管(guǎn)道上,流(liu)體自下(xià)而上流(liu)過儀表(biao),其中心(xin)線與鉛(qiān)垂線間(jian)夾角-般(ban)不超過(guo)5度。儀表(biao)👨❤️👨安裝時(shi)無嚴格(ge)上🍉遊直(zhi)管段長(zhang)度要求(qiú),如被測(cè)介質含(hán)粒狀雜(zá)質，應在(zai)儀表上(shang)遊裝過(guò)濾器。爲(wèi)保證在(zài)長期使(shǐ)用過程(chéng)中的測(ce)量精度(du),要注.意(yì)保持浮(fú)子和錐(zhuī)管的清(qing)潔,特别(bié)是小口(kou)徑儀表(biǎo)💚,必要時(shí)可設置(zhì)沖洗配(pèi)管🔞,定時(shi)沖洗。
5熱(rè)式質量(liang)流量計(jì)
熱式質(zhi)量流量(liàng)計是利(lì)用傳熱(re)原理,即(jí)流動中(zhong)的流體(tǐ)與熱源(yuan)(流體中(zhong)🔆加熱的(de)物♍體或(huo)測量管(guan)外加熱(rè)體)之間(jian)熱量交(jiāo)換關🙇🏻系(xi)來測量(liang)流量🐉的(de)儀🤟表。熱(rè)式質量(liàng)流量計(jì)目前主(zhǔ)要用于(yú)測量氣(qì)體。
熱式(shì)流量儀(yí)表主要(yào)有兩種(zhong),(1)利用流(liu)動流體(ti)傳遞熱(rè)量改變(biàn)測量管(guan)壁溫度(dù)分布的(de)熱傳導(dǎo)分布效(xiao)應的熱(re)分布式(shi)流量計(ji);(2)利用熱(rè)消散(冷(leng)卻)效應(ying)的金氏(shi)定律的(de)熱式質(zhì)量流量(liang)計。
選型(xíng)使用時(shi)應注意(yì):與其他(ta)流量計(ji)相比,熱(re)式質量(liàng)流量🎯計(ji)具有中(zhōng)等測量(liàng)精度,适(shi)用于低(dī)流速範(fan)圍測量(liàng),因其響(xiǎng)應時間(jiān)長,不适(shì)應脈動(dòng)流流量(liàng)測量;在(zai)測🈲量氣(qi)體時流(liu)體💃溫度(du)變化并(bìng)不影響(xiǎng)質🥰量流(liu)量,但溫(wen)度變化(huà)過大,比(bi)熱容的(de)變化會(hui)導緻量(liàng)程變化(huà);熱式質(zhì)量流量(liang)計隻能(néng)用于測(cè)量清潔(jié)單相流(liu)體一氣(qì)體或液(yè)體,用氣(qi)體的型(xing)号不能(néng)用于液(ye)體,反之(zhi)亦然。對(duì)☂️于熱分(fen)布式氣(qì)體還必(bì)須✂️是幹(gan)燥氣體(ti),不能含(hán)有濕氣(qi)。安裝中(zhong)大部分(fen)熱🈚式質(zhi)量流量(liang)計的流(liu)量傳感(gan)器可任(ren)何姿勢(shì)(水平、垂(chui)直或傾(qīng)斜)安裝(zhuang),其性能(néng)不受安(ān)裝姿勢(shi)影響,通(tōng)常認爲(wèi)熱分布(bù)式無上(shàng)下遊直(zhí)管段💜長(zhang)度要求(qiú)，但應注(zhu)意帶測(ce)🥵量管的(de)浸入式(shì)流量傳(chuan)感器和(hé)🧡插人式(shi)儀表需(xū)要一定(dìng)長度前(qian)置直管(guan)段。
6結束(shu)語
流量(liàng)儀表大(da)都需要(yào)适合的(de)測量介(jie)質和工(gōng)況條件(jian)爲♈依托(tuō)方💁可發(fā)揮正确(què)作用，隻(zhī)有優勢(shì)而沒有(yǒu)缺點的(de)流量儀(yí)表現今(jīn)是🐉不存(cún)在的,合(hé)理的選(xuǎn)擇儀表(biao)對于現(xiàn)場工程(chéng)師和管(guǎn)理者是(shi)至♉關重(zhòng)要的。綜(zong)上所述(shù),在化工(gōng)裝置中(zhōng)要正确(què)和有效(xiao)地選擇(ze)、使用流(liú)量測量(liang)方法和(he)儀表,必(bi)須熟悉(xī)流量儀(yi)表和生(sheng)産過程(cheng)流💯體特(tè)性這兩(liang)方面的(de)技術,同(tong)時還應(yīng)考慮經(jīng)濟因素(su)，歸納起(qǐ)來五個(gè)方面因(yin)素，即性(xìng)能要求(qiú)、流體特(te)性、安裝(zhuang)要求、環(huan)境條件(jian)和費用(yong)。
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