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流量检测仪表的选用策略

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摘要：合理选择仪表，是经济与科学技术正确结合的综合性工作。在生产过程中，为及时掌握生产情况和监视、控制生产过程，而对其中一些变量进行的定性检查和定量测量。检测的目的是为了获取各过程变量值的信息。根据检测结果可对影响过程状况的变量进行自动调节或操纵，以达到提高质量、降低成本、节约能源、减少污染和安全生产等目的。

关键词：流量检测、仪表、合理选用、策略

中图分类号：P634文献标识码：A

一、前言

通过测量可以得到被测量量的测量值，然而测量目的还未全部达到，为了准确地获取表征对象特征的定量信息，还要对实验结果进行数据处理与误差分析、估计结果的可靠性等，以便保证安全生产。检测技术涉及的内容非常广泛，包括被检测信息的获取、转换、显示以及测量数据的处理等技术。随着科学技术的不断进步，特别是随着微电子技术、计算机技术等高新科技的发展以及新材料、新工艺的不断涌现，检测技术也在不断发展。

二、测量流体流量的基本原理与分类

1、基本原理

流体的流量就是指每一个截面在单位时间内都会有流体量经通道流过去。表示流量的两种方法有：

（1）质量流量。质量流量就是指每一个截面在单位时间内都有流体质量经通道流过去，即：

（2）体积流量。体积流量就是指每一个截面在单位时间内都有流体体积经通道流过去，即：

在这两个公式里，管道横截面积m2，用A表示；管内流体平均速度m/s用W表示；流体质量kg，用m表示；流体密度kg/m3，用ρ表示；质量流量kg/s用Qm表示；时间s，用t表示；流体体积m3，用V表示；体积流量m3/s，用Qv表示。这两者之间的计算公式是：

流量合计为：

2、流体流量仪表的分类

如图1所示，容积式、速度式、差压式是划分流体流量仪表的三大类。

图1流量仪表的分类形式

三、压头或差压流量计简介

最常用的流量检测设备有压头或差压仪表,它们包括孔板、文丘利管、喷嘴、堰、水道和许多其它装置。

对于上述任何一种差压型仪表,若精确度是主要的话,那么最大与最小流量比应该不大于3:l或最大不超过3.5:1。当使用复合型式仪表时,目前差压变送器的高复现性能适应各种类型的流量控制。

差压型流量测量仪表有简单、可靠、价廉、而且精确度高的特点。由于它是直接测量流量,因此特别适合直接的流量自动控制。孔板在液体和气体的差压测量中是最常用的节流装置。孔的中心低于管道轴线的孔板常用于有沉积物的流体;孔的中心高于管道轴线的孔板常用于液体流道上方存在蒸汽的管道中,垂直管道安装的孔板总是属于同心型的。

孔板的另一种形状是圆缺形板,它常用于非常脏污的液体、气体和含有液体的蒸汽。实用的孔板必须有一个十分尖锐的边缘,而被测流体的雷诺数至少为10000。若流体的雷诺数低于10000,其粘度就成为影响测量的因素。这个问题经常用扇形孔板来解决。

在管道中两个取压孔测量的是孔板上游和下游较低压力处的压力,两个取压孔之间连接的压力传感器测量的是两个压力之差。由于沉淀物会在孔板处累积和使其磨损,因而孔板不适用于悬浊液和脏污流体。文丘利管一般适用于液体。当要求良好的压力恢复或者气流中存在麻烦的悬浮微粒时,它们能用于气体流量测量。文丘利管有一个短而窄的中心部分和向两端扩展的锥形端头,所以流过中心部分的流速高于两端的流速,一个逐渐扩大部分可提供较好的压力恢复—即压力损失较低。在入口端和喉部的取压点测量差压。

喷嘴有三种通用的标准结构,其入口部分的形状和喉部长度是各不相同的,但是它们的工作性能几乎相同;差压测量点一般位于离喷嘴入口上游的一倍管径和下游的1/2倍管径处。喷嘴通常用于测量蒸汽和其它腐蚀性高速流体的流量。由于喷嘴的精确形状不是很关键的因素,因此即使喷嘴长期工作在不利的情况下仍能保持它的精确度。

毕托管几乎不会引起压力损失。它通过管道壁上的螺纹接头安装,常以组合旋阀或闸门阀和密封件进行装配,这样它能横越流速移动,确定流速分布图。由于毕托管具有较低的运行成本和安装方便等优点,在蒸汽管道、烟道和监视输送方面的应用目前正在增加。

弯管流量计是基于动量原理工作的。当流体流经弯管时,弯管外侧面上流体的压力大于管道正常压力,在内侧面上,低于正常压力,因而在弯管的内外侧产生压差,而且这个压差与流速和流体的密度有关。因此通过在弯管中设置的取压孔测出弯曲处内外侧之间的差压就能测量流量。取压孔通常开设在45°处(图2),因此弯管流量计能作双向仪表。某些必威体育精装版资料建议:取压孔设置在22.5°处能得到较好的复现性。

图2弯管流量计

特殊的弯管装置可适用于低流速或较低密度的流体。例如:天然气或蒸汽。它们利用减小弯曲的角度,然后逐渐扩展管道截面,从而提供良好的压力恢复。

四、流量仪表的选用策略

1、选择目的

在选择使用最佳仪表时,有几个变量或参数是必须考虑的