0引言(yán)
流量儀(yí)表
是過(guo)程自動(dong)化儀表(biǎo)與裝置(zhi)中的大(dà)類儀表(biǎo)之一,它(tā)被廣泛(fan)應用與(yǔ)冶金、電(dian)力、化工(gōng)、石油、交(jiao)通、環境(jing)保護🥵及(jí)日常生(shēng)活等國(guó)民經濟(jì)各個領(ling)域。在過(guo)程自動(dòng)化儀表(biǎo)與裝置(zhi)中🔆,流量(liàng)儀表有(yǒu)兩大功(gōng)用;作爲(wei)過程自(zì)♍動化控(kòng)制👉系統(tong)的檢測(ce)儀表和(he)測量物(wu)料數量(liàng)的總🛀量(liàng)表。
流量(liang)的正确(que)計量室(shì)生産和(hé)能源考(kǎo)核的必(bi)備手段(duan)☂️,在提高(gāo)生産效(xiao)率,保障(zhàng)生産安(an)全和杜(dù)絕能源(yuan)浪費等(děng)方🤟面發(fa)揮着無(wú)可替代(dai)的作用(yòng)。但流量(liang)是一個(gè)動态量(liang),它🥵是一(yī)個隻有(yǒu)當🥰流體(ti)發🌂生運(yùn)動時才(cái)實際存(cun)在的物(wu)理量,因(yin)此它不(bú)僅是基(ji)本量的(de)靜态組(zu)合,又由(you)于其動(dong)态性質(zhi),流量量(liàng)值受到(dào)許多複(fu)雜因素(sù)的🧑🏽🤝🧑🏻影響(xiǎng),例如流(liú)🐇體🚩内微(wēi)觀分子(zǐ)之間的(de)相互作(zuo)用,宏觀(guān)的湍流(liú)、漩渦運(yun)動等,在(zài)具體的(de)管道中(zhong)還受到(dao)邊界條(tiáo)件(管壁(bi))的制約(yuē)。面對各(ge)種的流(liu)量儀表(biao),如何根(gēn)據流量(liàng)、流态🙇♀️、安(ān)裝要求(qiú)與環境(jìng)條件、經(jing)濟性等(děng)因素合(hé)🔴理選型(xing),是應用(yòng)好流量(liàng)儀表的(de)前提和(he)基礎。本(běn)文介🛀🏻紹(shào)了化工(gong)裝置幾(jǐ)種常用(yòng)流量計(ji)的原理(li)及選型(xing)與🌈使用(yong)經驗。
1電(dian)磁流量(liang)計
電磁(cí)流量計(ji)
是基于(yu)法拉第(dì)電磁感(gan)應原理(li)研制出(chū)的一種(zhǒng)測量導(dǎo)🌂電液體(ti)♋體積的(de)流量的(de)儀表,根(gēn)據法拉(lā)第電磁(cí)感應定(dìng)律,導電(dian)體在磁(cí)場中作(zuò)切割磁(cí)力線運(yun)動時,導(dǎo)✏️體中産(chan)生感應(yīng)🥵電壓,該(gai)💘電動勢(shì)的大小(xiǎo)與導體(ti)在磁✏️場(chang)中作垂(chui)直于磁(cí)場運動(dòng)的速度(du)成正比(bǐ)🌍,由此再(zai)根🐆據管(guǎn)徑,介質(zhi)的不同(tóng),轉換成(cheng)流量。
電磁流(liu)量計無(wu)節流部(bu)件,因此(cǐ)壓力損(sǔn)失小,該(gai)儀表測(cè)量☀️流體(tǐ)⭐流量是(shi),不受流(liú)體溫度(du)、壓力、密(mi)度、粘度(du)及流體(ti)💔組份💞的(de)影響,适(shi)合于對(duì)有懸浮(fu)固體粒(li)子的污(wu)水、煤漿(jiāng)的流量(liàng)、特别适(shi)合對腐(fu)蝕性介(jie)質的測(ce)量。
選型(xíng)與使用(yòng)時應注(zhù)意:電磁(ci)流量計(jì)所測液(yè)體應具(jù)有測量(liàng)所需🍓的(de)電導率(lü),并要求(qiu)電導率(lü)分布大(dà)體上均(jun1)勻,不能(néng)用于測(cè)量電導(dao)率很低(dī)的液體(tǐ),如石油(you)制品和(hé)有機溶(rong)劑等。電(diàn)磁流量(liàng)計的測(ce)量精度(du)是建立(li)在液體(tǐ)充滿管(guan)道的情(qíng)形下,目(mù)前在管(guǎn)道💰中有(you)空氣的(de)情況下(xia)測量問(wen)題尚未(wei)得到很(hen)好的🏃♂️解(jiě)決,因此(ci)電✉️磁流(liú)量計不(bú)😍能測量(liàng)氣體、蒸(zhēng)汽和含(hán)有較多(duo)較大氣(qi)泡的液(yè)體。同時(shí)應注意(yì)不同溫(wēn)度及腐(fu)蝕性介(jiè)質應選(xuǎn)用不同(tóng)内襯材(cai)料和電(dian)極材料(liao)。電磁流(liú)🛀🏻量計雖(sui)可以在(zai)任意管(guǎn)道上安(an)裝,但電(dian)磁流量(liang)計測量(liàng)電極的(de)♊軸線必(bi)須保持(chí)水平方(fāng)向♋,且與(yǔ)管道中(zhong)心線互(hù)相垂♍直(zhi)。爲避免(miǎn)在管道(dao)内無液(yè)📐體時出(chū)現指針(zhen)不在零(líng)位的錯(cuo)覺,電磁(cí)流量計(jì)的變送(song)器🔆應安(an)裝與任(rèn)何時候(hou)♊均充滿(man)液💰體的(de)地方,同(tóng)時,該流(liú)量🍉計的(de)型🐅号較(jiào)爲微弱(ruò),因而在(zài)使用時(shí)應注意(yi)外來幹(gan)擾🌈對其(qí)測量精(jīng)度的影(ying)響,變送(sòng)器應安(an)裝在原(yuan)理一切(qiē)磁源的(de)地方,不(bú)允許有(yǒu)振動。
2渦(wo)輪流量(liàng)計
渦輪(lun)流量計(jì)
是之中(zhōng)速度是(shì)流量儀(yi)表,由于(yú)具有測(cè)量精度(du)高,反應(ying)速度快(kuài),測量範(fàn)圍廣,價(jia)格低廉(lián),安裝方(fang)便等優(yōu)點,被廣(guǎng)泛用于(yu)化🥵工生(shēng)産中。
渦(wo)輪流量(liàng)計由渦(wo)輪、軸承(cheng)、前置放(fang)大器、顯(xian)示儀表(biǎo)組🌈成。渦(wo)輪變送(sòng)器的工(gōng)作原理(lǐ)是當流(liú)體沿着(zhe)管道的(de)軸線🥰方(fāng)向流動(dòng),并沖擊(jī)渦輪葉(ye)片是,便(biàn)有與流(liu)量qν、流速(sù)V和流體(tǐ)密度ρ乘(chéng)積成比(bǐ)例的力(lì)作用在(zài)葉片上(shàng),推動渦(wō)輪旋🌏轉(zhuǎn)。在渦輪(lún)旋轉的(de)同事,葉(yè)片周期(qī)性地切(qiē)💜割電磁(ci)鐵産生(shēng)的磁力(lì)線,改變(biàn)線圈的(de)磁通量(liang)。根據電(diàn)磁感應(ying)原理,在(zài)線圈内(nei)将感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shi)信号(此(ci)脈動信(xin)号的頻(pin)率與被(bei)測流體(ti)的流量(liang)成正比(bi))。渦✏️輪變(bian)送器輸(shū)出的🐉脈(mo)沖信号(hao),經前置(zhì)與放大(dà)器放大(dà)後,送人(ren)顯示儀(yi)表,就❤️實(shi)現了流(liu)量的測(cè)量。
在化工(gong)裝置選(xuan)型與使(shǐ)用時應(yīng)注意:流(liu)量計本(ben)體最💘好(hao)選用🈲316不(bú)鏽鋼材(cái)料以防(fang)腐;應注(zhu)意确保(bǎo)被測介(jie)質對渦(wō)輪不🌈能(neng)有腐蝕(shí)😍,特别是(shi)軸承出(chū),否則應(yīng)采取措(cuò)施,在一(yi)般化工(gong)場所應(ying)優先考(kǎo)👣慮軸承(cheng)使用聚(jù)四氟乙(yi)烯、碳石(shi)墨材料(liao);安裝渦(wo)輪流量(liàng)計前,管(guan)道要清(qing)掃,被測(cè)介質不(bu)潔淨時(shí),要加過(guò)濾器,否(fǒu)則⛱️渦輪(lun)、軸承易(yì)被卡住(zhù),測不出(chu)⛷️流量來(lai)。變送器(qi)應水平(ping)安裝,避(bi)免垂直(zhí)安裝,并(bing)🔞保證其(qi)🌈前後有(yǒu)适應的(de)直管段(duan),一般前(qian)10D,後5D。選用(yong)渦輪流(liu)量計主(zhu)✔️要是看(kàn)中其高(gāo)精🏒度,但(dàn)因注意(yì),了流量(liàng)計精度(du)越高,對(dui)🍓現場使(shi)用條件(jian)的變化(hua)就越敏(mǐn)感,因此(cǐ),安裝渦(wō)輪流量(liang)✉️計是,前(qian)後管道(dao)法蘭要(yào)求💋水平(píng),否則管(guan)道應力(lì)對流⚽量(liang)計影響(xiang)很大。傳(chuan)感器安(ān)裝在武(wǔ)強磁幹(gàn)擾與熱(re)輻射影(ying)響🏃♂️的場(chang)所,應便(biàn)于維修(xiu)并避免(mian)管道震(zhen)動。
3差壓(yā)式流量(liàng)計
差壓(yā)式流量(liàng)計是根(gēn)據安裝(zhuang)與管道(dao)中流量(liàng)檢測件(jian)産生的(de)差♈壓、已(yǐ)知的流(liu)體條件(jian)和檢測(cè)件與管(guǎn)道的幾(jǐ)何尺寸(cùn)來測量(liang)流📧量的(de)儀表,是(shi)早期大(da)量使用(yòng)的一種(zhong)測量流(liu)量的計(ji)量儀表(biǎo)。
差壓式(shi)流量計(jì)是由三(san)部分組(zǔ)成:(1)将被(bèi)測液體(tǐ)的流🛀量(liang)轉換成(chéng)差壓信(xin)号的節(jiē)流裝置(zhì);(2)傳輸差(chà)壓信号(hào)的信号(hào)管道;(3)測(ce)量差壓(ya)值的差(cha)壓儀或(huo)差壓變(bian)送器及(jí)顯示儀(yi)表。通常(chang)以檢測(ce)件的形(xíng)式對差(cha)壓式流(liu)量計分(fen)類,如
孔(kong)闆流量(liang)計
、文丘(qiu)裏管流(liu)量計及(ji)勻速管(guǎn)流量計(ji)等。
在化(huà)工裝置(zhi)選型與(yu)使用差(cha)壓式流(liú)量計時(shí)應注意(yi):差壓式(shì)流量☁️計(ji)的安裝(zhuang)應包括(kuò)節流裝(zhuāng)置、差壓(ya)引壓管(guǎn)、差壓計(ji)三部💁分(fen)。在測量(liàng)液體流(liú)量時,爲(wèi)防止液(ye)體🙇♀️中有(yǒu)氣體進(jin)入并存(cun)在導壓(ya)管🌈内及(ji)防止液(ye)體中有(yǒu)沉澱物(wù)析出,差(cha)壓計應(yīng)安裝在(zài)節流裝(zhuang)置的下(xia)方,測量(liàng)氣體流(liú)量時爲(wei)防止液(ye)體污物(wu)或灰塵(chen)進入導(dǎo)壓管,則(zé)差壓計(ji)應安裝(zhuāng)在節流(liú)裝置上(shàng)方,測量(liàng)水蒸氣(qi)是,要保(bǎo)持💋兩根(gēn)引壓管(guǎn)内的冷(leng)凝液柱(zhù)高度相(xiàng)等,防止(zhi)高溫蒸(zhēng)汽與差(cha)壓計直(zhi)接接觸(chù)。壓差引(yin)📧壓導管(guǎn)的材質(zhì)應按被(bèi)測介質(zhi)的性質(zhì)和🐆參數(shu)确定,其(qi)内徑不(bú)小于6mm,長(zhang)度最好(hǎo)在16mm以内(nei)。壓差引(yǐn)壓導管(guǎn)應垂直(zhi)或傾斜(xié)敷設,傾(qīng)斜度不(bu)小于1:12,粘(zhān)度✍️高的(de)流體,其(qí)傾斜度(du)應更大(dà)📐。當壓差(cha)引壓導(dao)管長♻️度(du)超過30m時(shi),導壓管(guǎn)應分段(duan)傾斜,并(bing)在最高(gao)點與最(zuì)低點裝(zhuang)設集氣(qì)器(或排(pai)氣閥🔴)和(hé)沉澱器(qi)(或排污(wu)閥)。嚴寒(han)地區差(cha)壓引壓(yā)導管應(yīng)加防凍(dong)保護,同(tóng)時要防(fang)㊙️止過熱(rè),否側差(cha)壓引壓(ya)導管中(zhōng)流體💘汽(qi)化會産(chan)生假差(cha)壓。
4轉子(zi)流量計(jì)
轉子流(liú)量計爲(wei)地中等(děng)精确度(dù)儀表,屬(shu)于變面(miàn)積式流(liu)量計的(de)換一種(zhong)。轉子流(liu)量計是(shì)以浮子(zi)在垂直(zhí)椎🌂管中(zhōng)随着流(liú)量變化(huà)👈而升降(jiang),改變他(ta)們之間(jian)的流通(tong)面積來(lái)進行測(cè)量的體(tǐ)積流量(liàng)儀表。一(yi)般分爲(wèi)
玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計
和
金(jin)屬轉子(zi)流量計(jì)
,作爲直(zhí)觀流動(dòng)指示或(huo)測量精(jing)确度要(yao)求不高(gāo)的現場(chang)指示儀(yí)表🏃🏻,轉子(zi)流量計(ji)被廣泛(fan)地用在(zài)化工行(háng)業。
轉子(zi)流量計(jì)适合對(dui)中、小口(kǒu)徑中流(liu)體和雷(lei)諾數較(jiao)🚩低的流(liú)體的流(liu)量測量(liang)。轉子流(liú)量計壓(ya)力損失(shi)較低,有(yǒu)較🚩寬的(de)💃🏻流量🛀範(fàn)圍度,一(yī)般10:1,最低(di)爲5:1,最高(gao)爲25:1。
選型(xing)與使用(yòng)時應注(zhu)意:轉子(zǐ)流量計(ji)主要測(ce)量對象(xiàng)是單相(xiàng)💔流🌈體或(huò)氣體,液(ye)體中含(hán)有微粒(li)固體或(huo)氣體✊中(zhōng)含有液(yè)滴通常(chang)不使用(yong)。玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計應選(xuan)帶有透(tòu)明防護(hu)罩🎯,一旦(dan)玻璃椎(zhuī)管破裂(lie),可擋住(zhù)流體正(zhèng)👉向散濺(jiàn),以做經(jing)濟處理(lǐ)。用于氣(qi)體時應(yīng)選用導(dao)杆或‼️帶(dai)楞筋導(dǎo)向的儀(yí)表,以避(bì)免操作(zuò)不慎浮(fú)子擊碎(sui)錐📞管。
轉(zhuǎn)子流量(liang)計必須(xū)垂直安(an)裝在無(wu)振動管(guan)道上,流(liú)體自✨下(xià)而上流(liu)過儀表(biao),其中心(xīn)線與鉛(qiān)垂線間(jiān)夾角一(yī)般不超(chāo)過5°。儀表(biǎo)安裝時(shi)無嚴格(gé)上遊直(zhí)管段長(zhǎng)度要求(qiú),如被測(ce)介質🌈含(han)顆粒狀(zhuang)雜質,應(ying)在儀表(biǎo)上遊裝(zhuāng)過濾器(qì)。爲保證(zhèng)在長期(qī)✍️使用過(guo)程中測(cè)量精度(du),要注意(yì)保持浮(fú)子和錐(zhuī)管的清(qīng)潔,特别(bié)是小口(kou)徑儀表(biao),必要🛀🏻時(shí)可設置(zhi)沖洗配(pei)管,特别(bié)是小口(kǒu)徑儀表(biao)。必要時(shi)可設置(zhi)沖洗💃🏻配(pèi)管,定🙇🏻時(shí)沖洗。
5熱(re)式質量(liàng)流量計(jì)
熱式質(zhi)量流量(liàng)計是利(li)用傳熱(re)原理,即(jí)流動中(zhōng)的流❗體(ti)與熱源(yuan)📱(流體中(zhōng)加熱的(de)物體或(huò)測量管(guan)外加熱(rè)體)之間(jiān)熱量交(jiāo)換關系(xì)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(yu)測量氣(qi)體。
熱式(shi)流量儀(yi)表主要(yào)有兩種(zhǒng):(1)利用流(liú)動流體(ti)傳遞熱(rè)量改變(bian)👌測量管(guan)壁溫度(dù)分布的(de)熱傳導(dao)分布效(xiào)應的熱(rè)分👄布式(shì)流量計(jì);(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(liàng)計。
選型(xing)使用時(shi)應注意(yi):與其他(tā)流量計(jì)相比,
熱(re)式質量(liang)流量計(jì)
具有中(zhong)等測量(liàng)精确度(du),使用與(yu)低流速(su)範圍測(ce)量,因其(qí)響應時(shí)❓間長,不(bú)适應脈(mò)動流流(liu)量測量(liàng);在測量(liang)氣體時(shí)流體溫(wen)度👨❤️👨變化(hua)并不影(ying)響質量(liang)流量,但(dàn)溫度變(bian)化過大(da)⛹🏻♀️,比熱容(róng)的變化(hua)會導緻(zhi)量程變(bian)化;熱式(shi)質量流(liu)量計隻(zhī)能用于(yú)測量潔(jié)淨單相(xiàng)流----氣體(ti)❗或液體(tǐ),用🌈氣體(tǐ)的型号(hao)不能用(yong)于液🈲體(tǐ),反之亦(yi)然。對于(yú)熱分布(bù)式氣體(ti)還必須(xū)🔆是幹燥(zao)氣體,不(bu)能含有(you)濕氣。安(an)裝中💔大(dà)部分熱(rè)式質量(liàng)流量計(ji)👈的流量(liàng)傳感器(qì)可任何(he)姿勢(水(shui)平、垂直(zhi)或傾斜(xié)💰)安裝,其(qi)性能不(bú)受🤞安裝(zhuang)姿勢影(ying)響,通常(cháng)認爲熱(re)分布式(shì)無上下(xià)遊直管(guan)段長度(du)要求,但(dan)應注意(yi)帶測量(liang)管的浸(jìn)入式流(liú)量傳感(gan)器和插(chā)入式儀(yí)表需要(yào)🔞一定長(zhang)度前置(zhi)直管段(duàn)。
6結束語(yǔ)
流量儀(yi)表大都(dōu)需要适(shì)合的測(ce)量介質(zhì)和工況(kuang)條件✨爲(wei)⭐依托方(fang)可發揮(huī)正确作(zuò)用,隻有(yǒu)優勢而(er)沒有缺(quē)點🔞的流(liu)量儀✉️表(biǎo)現今是(shi)不存在(zai)的,合理(lǐ)的選擇(ze)儀表對(duì)于現場(chǎng)工程師(shī)和管理(lǐ)者是至(zhi)👣關重要(yào)的。綜上(shàng)所述,在(zài)化工裝(zhuāng)置中要(yào)正确和(hé)有效地(dì)選擇、使(shǐ)⛱️用流量(liàng)測量方(fāng)法和儀(yí)表,必須(xu)熟悉流(liu)量儀表(biǎo)和生産(chǎn)過程流(liu)體特性(xìng)這方面(mian)🥰的技術(shu),同時還(hai)應考慮(lǜ)經濟因(yin)♌素,歸納(nà)起來有(yǒu)五個方(fang)面因素(sù),即性能(néng)要求,流(liu)體特性(xing)、安☂️裝要(yao)求、環境(jìng)條件和(hé)費用。
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