近(jin)年來,國(guó)内外流(liú)量儀表(biao) 總的發(fa)展趨勢(shì)有以下(xià)幾個特(te)點:`
1.由于(yú)經典式(shi)的節流(liú)儀表(孔(kong)闆、噴嘴(zuǐ)、文丘利(lì)管)在現(xiàn)場使用(yòng)中暴露(lu)出不少(shao)缺點,它(ta)保持已(yi)久的壟(long)斷地🚶位(wèi)已經消(xiao)💞失,但仍(reng)占🧑🏾‍🤝‍🧑🏼有較(jiào)㊙️大的比(bǐ)童。
2.新型(xing)儀表(渦(wō)街、電磁(ci)、超聲)日(ri)益成熟(shú),在現場(chang)應用中(zhōng)的比❄️重(zhòng)📐逐漸增(zeng)大。
3、爲提(tí)高流量(liang)測量的(de)準确度(dù),适應經(jing)濟核算(suan)的要求(qiú),各種間(jian)接補償(cháng)及直接(jie)的質量(liàng)流量計(ji)不斷出(chū)現。
4.微電(dian)子技術(shu)已滲透(tòu)到流量(liang)儀表領(lǐng)域,出現(xian)了不少(shao)新型智(zhi)能化儀(yi)表。
5.工業(ye)的現代(dài)化、大型(xing)化要求(qiu)流量儀(yí)表的結(jie)構力求(qiu)簡單♋、壓(ya)損力求(qiú)減小,各(gè)種插入(ru)式流量(liàng)儀表應(yīng)運而生(shēng),發展迅(xun)速。
一、孔(kong)闆儀表(biǎo)的現狀(zhuang)及改進(jin)
　　 孔闆流(liu)量計 結(jie)構簡單(dān),适應的(de)口徑及(ji)工況寬(kuan)闊,特别(bié)是長期(qi)以來積(ji)累了🔆大(dà)量的設(she)計、制造(zào)、使用的(de)經驗數(shù)據,國内(nei)外均已(yǐ)制定了(le)标準,即(jí)使不進(jin)行實際(ji)校驗,也(yě)可确定(ding)流量㊙️系(xì)數,因而(ér)爲設計(jì)、使用☎️部(bu)門廣⭐泛(fàn)采用,幾(ji)乎💁占現(xiàn)場使用(yong)流量儀(yí)表的80%左(zuo)右㊙️,但在(zài)使用中(zhong)也暴露(lù)出不多(duo)缺點🔱,如(rú):
1.壓損太(tài)大。孔闆(pǎn)的不可(kě)恢複壓(yā)損約占(zhan)輸出差(chà)壓的50腸(chang)~90呱。一台(tái)用于中(zhong)30。口徑蒸(zhēng)汽管道(dào)上的孔(kong)闆,由于(yu)壓損可(ke)👄使年運(yun)行費達(dá)💞上萬人(rén)民币。
2.特(te)性受幾(jǐ)何尺寸(cun)的影響(xiang)較大。由(yóu)于流體(tǐ)的沖刷(shuā)、腐蝕以(yi)及油🈲污(wū)的粘附(fù),孔闆銳(rui)邊的流(liu)量系數(shu)有可能(néng)偏離設(shè)計值約(yuē)10%。缺乏維(wéi)修而又(you)長期使(shi)用的孔(kǒng)闆,準💛确(què)度最好(hǎo)也隻有(you)3~5%左右。
3.裝(zhuāng)拆困難(nán)。對使用(yòng)于大口(kǒu)徑管道(dao)的孔闆(pǎn)來說尤(you)爲💃🏻突出(chu)。
4.輸出差(chà)壓與流(liú)量呈非(fei)線性關(guan)系,量程(cheng)比僅爲(wei)3：1。
　　爲适應(yīng)自動化(hua)對流量(liàng)儀表提(ti)出的各(gè)種要求(qiu),在不斷(duan)出🚶‍♀️現各(ge)種⭕新型(xíng)儀表的(de)同時,孔(kong)闆也在(zai)不斷改(gai)善中。例(li)如,爲擴(kuo)大量程(chéng),它本🛀🏻質(zhi)上仍是(shi)節流儀(yí)表,但孔(kong)徑可随(suí)流量值(zhí)的大小(xiao)自行改(gai)變,從而(ér)使輸出(chu)差壓🤞與(yu)流量成(cheng)線性關(guan)系。該儀(yí)表的量(liang)程比可(ke)達100：1,準确(què)度💃爲土(tu)1%,并可用(yong)水标定(dìng)後用于(yú)蒸汽管(guan)道上。
二(èr)、渦街、電(diàn)磁等新(xīn)型流量(liàng)儀聲的(de)應用領(lǐng)域不斷(duan)增大
　　 渦(wō)街流量(liang)計 的原(yuán)理是:當(dāng)流體流(liú)過非線(xiàn)性物體(tǐ)時将在(zai)其後産(chan)生周♉期(qi)性👉的旋(xuán)渦脫落(luò),脫落的(de)頻率與(yǔ)流速成(cheng)正比,因(yin)此,隻要(yao)測出頻(pin)率的大(da)小即可(kě)推算出(chu)流量值(zhí)。
　　渦街流(liu)量計自(zi)七十年(nian)代問世(shi)以來發(fā)展迅速(su),目前國(guó)☔内外已(yǐ)有十多(duo)利`産品(pin)。其主要(yao)優點是(shì):輸出量(liàng)與流量(liàng)成線性(xìng)關🈲系,量(liàng)程比可(kě)達10:1;輸出(chu)量爲脈(mò)沖信号(hào)㊙️,便于遠(yuan)🙇🏻傳、數據(ju)處理及(ji)與計算(suàn)☔機聯機(ji);輸出量(liàng)與介⁉️質(zhi)的溫度(dù)⛷️、壓力、粘(zhān)度、密度(dù)、成份無(wu)關;無可(ke)動部件(jiàn),便🏃于維(wei)護,工作(zuo)可靠。
　　雖(suī)然渦街(jiē)流量計(ji)有以上(shang)突出的(de)優點,但(dan)在現場(chang)應🌍用中(zhong)尚😄未達(da)到預期(qī)的目的(de)。可能是(shi)由于管(guǎn)内的流(liú)速分🚶布(bu)對它的(de)工作影(yǐng)響🏃‍♀️較大(dà),特别是(shi)渦街的(de)形成還(hái)有随機(ji)的不👈穩(wěn)定現象(xiang),降低了(le)流量總(zong)量的準(zhǔn)确度。其(qi)次是它(tā)不适用(yong)于測粘(zhān)度🏃太大(da)的流體(tǐ)以及采(cai)⁉️用某些(xiē)檢測方(fāng)法時輸(shū)出信号(hào)靈敏度(du)💛有衰減(jiǎn)的現🙇‍♀️象(xiàng)。因此,渦(wō)街🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量(liang)計的研(yán)究主要(yao)有三個(ge)方面♋:
(l)研(yan)究産生(shēng)穩定、強(qiang)烈的旋(xuan)渦發生(sheng)體。目前(qián)發生體(ti)主要爲(wèi)柱狀,從(cóng)斷面來(lái)看有圓(yuán)、三角、梯(tī)形、矩形(xing)以及各(ge)種複合(hé)形狀。針(zhēn)對二維(wei)柱體在(zài)三維圓(yuan)管流可(ke)能産生(shēng)随機不(bú)穩定現(xian)象,日本(běn)的高本(ben)正樹近(jin)年曾提(ti)出☁️過采(cǎi)用一種(zhong)環形旋(xuán)渦發生(sheng)體(見圖(tu)1),并進行(háng)了一些(xiē)試驗。他(tā)認爲🏒當(dang)環厚W爲(wei)環😍平均(jun)直徑d的(de)🏃1/6時,可産(chǎn)生穩定(ding)的渦街(jie)。當然🈲,這(zhè)種環狀(zhuang)渦街流(liú)量計進(jin)入實用(yòng)尚有不(bu)少間題(ti)有待解(jie)決,如環(huán)狀發生(sheng)體的支(zhi)承、渦街(jie)頻🔴率的(de)檢測等(děng)。

(2)研(yan)究檢測(ce)渦街頻(pín)率的方(fāng)法。檢測(ce)頻率的(de)方法很(hen)多,如:熱(re)㊙️絲、熱敏(min)、超聲、電(dian)磁、應變(biàn)、擴散矽(xī)、電容、壓(ya)電等。早(zǎo)期的熱(re)絲、熱敏(mǐn)🚶方法靈(ling)敏🏃🏻度雖(suī)然較高(gao),但由于(yu)檢測元(yuan)件暴露(lù)在流體(tǐ)之中💜,易(yì)受污染(ran)而導緻(zhì)靈敏度(du)下降,允(yǔn)許承受(shou)的溫度(du)也較低(di),近年來(lái)不少廠(chǎng)家将壓(yā)👄電或擴(kuò)散矽封(feng)裝在渦(wō)街發生(shēng)體内或(huò)管道外(wai)的檢測(cè)杆上,使(shi)渦街流(liu)量計的(de)溫度上(shang)限提高(gāo)到300℃,抗污(wu)染能力(li)也大有(you)提高🎯,擴(kuo)大了儀(yí)表的應(yīng)用領域(yù)。
(3)研究頻(pín)率的信(xin)息處理(li)。在信息(xī)處理上(shang)采取一(yi)些措施(shī)可以🌂提(tí)㊙️高頻率(lǜ)檢測的(de)穩定性(xing),降低低(di)頻波動(dong)的噪聲(shēng)💃🏻源等,以(yǐ)彌❗補流(liu)體振📞蕩(dang)信息之(zhi)不足。其(qi)次,爲提(tí)🙇🏻高流量(liàng)測量的(de)精确度(dù),除了渦(wō)街頻率(lǜ)信息外(wai),還可引(yǐn)入溫度(dù)、壓力檢(jiǎn)測信息(xi)組成質(zhì)量流量(liàng)計。微型(xing)機的普(pu)及、推廣(guang)👨‍❤️‍👨和成本(běn)不斷下(xià)降,也爲(wei)渦街流(liú)量計的(de)智能化(huà)辟開了(le)廣闊的(de)前景。
2.電(dian)磁流量(liang)計
　　 電磁(ci)流量計(jì) 也是一(yi)種很有(you)前途的(de)流量儀(yi)表。由于(yú)儀表中(zhōng)沒有任(ren)何障礙(ai)☔物🌈,特别(bié)适用于(yu)測含有(yǒu)固相物(wu)的液體(ti)流🈲量,如(rú)污水、紙(zhi)漿、礦漿(jiāng)等。近㊙️年(nian)來,歐、美(měi)、日等先(xiān)進國家(jiā)🚶‍♀️生産這(zhè)種儀表(biǎo)🈚的廠家(jia)約占流(liu)🐆量儀表(biǎo)廠家的(de)10~2。腸,現場(chǎng)應用比(bi)重也不(bu)斷🧑🏾‍🤝‍🧑🏼增加(jiā),特别🌂在(zài)以下幾(ji)個方面(miàn)有了較(jiao)大的發(fā)展:
(l)擴大(dà)了流體(ti)的應用(yong)範圍。限(xian)制使用(yong)電磁流(liu)量計的(de)主要因(yīn)素是流(liu)體導電(dian)率,其下(xià)限爲50微(wei)姆歐/厘(li)米。1984年國(guó)外推出(chu)了高靈(ling)敏度的(de)電磁流(liu)量計,流(liú)體的導(dao)電率可(kě)低至1微(wēi)姆🔴歐/厘(lí)米,儀表(biǎo)口徑爲(wèi)裏~4英寸(cùn)。
(2)增加了(le)抗幹擾(rao)能力。過(guo)去,電磁(ci)流量計(ji)勵磁采(cai)用50Hz交㊙️流(liu)♋電,電源(yuan)雖🎯簡單(dān),但易受(shòu)市電幹(gàn)擾,零漂(piāo)較嚴重(zhòng)。現在采(cai)用了鍵(jiàn)控開關(guān)電路,低(dī)頻方波(bo)勵磁,排(pái)除了幹(gan)擾,減少(shao)了零漂(piao)🔞,儀表準(zhǔn)确度從(cóng)1.5級提高(gao)到0.5級。
(3)非(fei)接觸電(diàn)極。傳統(tǒng)的電磁(ci)流量計(jì)在管内(nèi)有一對(duì)與被測(ce)🌈介🐕質相(xiang)接觸的(de)電極,在(zài)測強腐(fǔ)蝕液體(ti)及污穢(huì)漿液⛷️時(shí),電極裸(luo)🏃‍♂️露部份(fèn)易被腐(fu)蝕或污(wū)損。一種(zhǒng)電容禍(huò)合電🤟極(jí)的電磁(cí)流量計(jì),口徑中(zhōng)65至中500,在(zài)管道内(nèi)不再有(yǒu)裸露部(bù)分,克服(fu)了被腐(fǔ)蝕、污損(sǔn)的缺點(dian)。
(4)微型化(huà)。由于管(guan)内流速(sù)分布是(shì)非均勻(yun)的,因此(ci),采用非(fei)均勻磁(ci)場可以(yi)有效地(di)利用磁(ci)場強度(du),從而使(shi)電磁流(liú)量計的(de)口徑進(jìn)一步微(wei)型化。
三(san)、插入式(shì)流量儀(yi)表發展(zhan)迅速
　　流(liu)量儀表(biao)的體積(ji)與重量(liàng)是随口(kou)徑成立(lì)方增長(zhǎng)的⁉️,如果(guo)按比例(li)放大結(jié)構,将使(shi)大口徑(jìng)流量僅(jin)表顯得(dé)特别笨(bèn)重。其次(cì),當口徑(jing)較🌈小時(shi),流量儀(yí)表的壓(yā)損無關(guan)緊要,而(er)當口徑(jing)(如孔闆(pǎn))增大時(shí),其壓損(sǔn)折合年(nián)運行費(fei)将大得(dé)難以爲(wei)人們所(suo)接受。因(yin)此,大口(kǒu)徑流量(liàng)🚶‍♀️儀表應(ying)具有結(jié)構簡單(dan)、壓損較(jiào)小的特(te)點,按此(cǐ)要求💚,插(cha)入式流(liu)量儀表(biǎo)用于大(dà)口徑流(liu)量測量(liang)較爲🤩适(shì)宜。
　　插入(ru)式流量(liang)儀表是(shi)一種以(yǐ)插入式(shi)安裝形(xíng)式爲特(te)征的儀(yi)表,如插(chā)入式渦(wo)輪、 插入(ru)式渦街(jie)流量計(ji) 、 插入式(shi)電磁流(liú)量計 以(yǐ)及皮托(tuō)管、皮托(tuō)文丘利(lì)管等等(děng)。這些插(chā)入式流(liú)量🈚儀表(biao)💋一🏃般指(zhǐ)測管道(dao)内某一(yī)點流速(sù)以推算(suàn)流量的(de)儀表。這(zhe)種測量(liang)方法對(duì)直管道(dào)長度有(yǒu)較高的(de)要求,而(er)現場中(zhong)的流速(sù)分布不(bu)可能💛那(na)麽嚴格(ge)規範,因(yin)此,按ISO7145的(de)推算,用(yòng)該方法(fǎ)測流量(liang)的👈準确(que)度很難(nan)超過±3%。
爲(wei)提高插(chā)入式流(liu)量儀表(biǎo)的準确(que)度,有人(ren)提出了(le)這樣的(de)設🤞想:安(ān)🌈裝仍保(bǎo)持方便(bian)的插入(ru)形式,而(er)在管道(dào)♈直徑方(fang)向測多(duo)⛹🏻‍♀️點流速(sù)以适應(ying)管道中(zhōng)流速分(fèn)布的變(biàn)化。

　　近年(nián)來,一種(zhǒng)雙槳反(fǎn)向插入(rù)式渦輪(lun)流量計(jì)(見圖3),它(ta)其🤟有二(er)個槳葉(yè),旋轉方(fang)向相反(fǎn),沿管道(dào)直徑方(fang)向插入(ru)。測試表(biǎo)明它🛀可(kě)以在較(jiào)寬的範(fan)圍内适(shì)應流速(sù)分布的(de)變化,即(ji)使是較(jiào)惡劣的(de)流💛場下(xia),如在緊(jin)接900彎頭(tou)不到ZD的(de)地方安(an)裝流👣量(liàng)計,仍可(ke)保持較(jiao)高準确(què)度。與單(dan)槳葉插(cha)入式渦(wō)輪流量(liàng)計比較(jiào),準确度(du)可提高(gao)約🚶三倍(bei)。

　　提高插(cha)入式流(liú)量計準(zhǔn)确度的(de)另一途(tú)徑是通(tong)過檢測(ce)💔頭的㊙️微(wēi)型化來(lai)減小對(dui)流場的(de)幹擾。插(chā)入式渦(wō)輪流量(liàng)💰計檢測(cè)頭🏃直徑(jìng)不到2英(yīng)寸,這種(zhong)儀表還(hái)有一個(ge)定位機(jī)構以保(bao)💁證安裝(zhuang)🔱時葉輪(lún)👣的軸線(xian)與管道(dào)軸線相(xiàng)平行;插(cha)入式電(dian)磁👈流量(liàng)計的檢(jiǎn)測頭直(zhi)徑僅l英(yīng)寸,可用(yong)于在4、60英(ying)寸管道(dao)上測♋流(liu)量。除此(cǐ)而外,有(you)些儀表(biǎo)還附屬(shǔ)了一㊙️些(xie)機構,使(shǐ)儀表功(gong)能更趨(qū)完善,如(ru)⚽插入式(shi)電磁流(liú)量計,具(ju)有檢測(cè)流量變(biàn)化⭐範圍(wéi)的數字(zì)開關以(yǐ)及監測(ce)管道中(zhōng)♉流動情(qing)況的信(xin)号♊開關(guān)和低流(liu)量開關(guan)。

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