摘要:從原理、計(ji)算方法和性能(néng)等方面對目前(qián)應用廣泛的✌️幾(jǐ)種💃流量計進行(háng)比較和分析,得(dé)出了節流型流(liú)量計 是一種經(jīng)濟性好、穩定性(xìng)好、使用方便的(de)流量計的結⚽論(lùn)。介紹了幾種節(jiē)流型流量計的(de)選型方法,具體(ti)🌈介紹了新型節(jie)流裝置德爾塔(ta)巴流量計在某(mou)選礦📱廠浮選🔞作(zuo)業空氣流量檢(jiǎn)測中的應用情(qíng)況。
0引言
　　流量檢(jiǎn)測在工業生産(chan)運輸.科學研究(jiu)、國防事業中都(dōu)發揮着重要作(zuo)用,檢測對象可(kě)以是氣體、液體(ti)和混合流體3種(zhong)不同特性的流(liu)體。随着自動化(hua)水平的🈲不斷提(ti)高,流量測量和(he)控制已經由原(yuan)來的保證基🙇🏻本(běn)生産功能過渡(du)到實現優化控(kong)制。當前,我國節(jie)能減排形式嚴(yán)峻,爲了提高💃資(zī)源利用率和實(shí)現生産🥵指标的(de)增長,流量儀表(biǎo)就成爲☎️了自動(dong)化控制中不㊙️可(ke)缺少的🍉檢測儀(yi)表之一。
1流量計(jì)的種類
　　流量檢(jian)測的方法可以(yǐ)劃分爲以下幾(ji)種:利用伯努利(lì)原理,通🏃‍♀️過測量(liang)流體差壓信号(hào)來反映流量的(de)差壓式👉流量測(ce)量法;利用标準(zhun)小容積來連續(xu)測量流量的容(rong)積式測量方法(fǎ);通過直接測量(liàng)流體流速來💃測(ce)量流量的速度(dù)式測量法;以測(ce)量流體質量流(liu)量的質量流量(liàng)♌測量法。
　　流量計(ji)是指用以測量(liàng)管路流體流量(liang)即單位時間内(nei)通過的流體體(ti)積的儀表,種類(lei)繁多。但按照測(cè)量🏃‍♂️方法和結構(gòu)進行分類,大緻(zhi)可以分爲兩類(lèi):測體積流量和(he)測質量流量。體(tǐ)積流量計又可(ke)以分爲容積💋式(shi)流量計和速度(dù)式流量計。具體(tǐ)分類如表1所示(shì)。
2幾種常用流量(liàng)計的比較
2.1從經(jing)濟角度比較.
　　對(duì)于 渦街流量計(jì) ,儀表購置費用(yong)高,安裝費用和(hé)運行費用低，維(wéi)護費用中🤞等;對(duì)于節流型流量(liang)計,儀表購置費(fèi)用比渦街流量(liàng)計低，安裝費用(yòng)和運行費用較(jiao)低,維護費用中(zhōng)等;對于🐆轉子流(liu)量計,儀表購置(zhì)費用、安裝費用(yòng)、運行費用、維護(hu)費用均低。所以(yǐ)從經濟指标上(shàng)看,轉子流量計(ji)比較優越。
2.2從使(shǐ)用環境角度比(bi)較
　　渦街流量計(ji)受溫度影響最(zuì)小,但是受電磁(cí)幹擾、射頻幹擾(rǎo)最大;在差壓計(ji)良好的情況下(xià),節流型流量計(jì)和轉子流量計(jì)均能很好地防(fáng)爆和防水,但是(shì)節流型流量計(ji)的🍓抗電磁幹擾(rǎo)、射頻幹擾能力(lì)明顯優于轉子(zǐ)流量計。故從環(huan)境因素🔞上看,選(xuǎn)用節流型流量(liang)計比較合🔞适。

2.3安(an)裝條件的比較(jiào)
　　節流型流量計(jì)的公稱直徑範(fàn)圍最廣，可以從(cong)50~1200mm,且對🐅上下😄遊直(zhi)管👨‍❤️‍👨段長度要求(qiú)較小;轉子流量(liang)計雖然可♉以測(ce)😘量小流量流體(ti)的流量，但是可(ke)測量範圍最小(xiǎo)，且傳感⚽器安裝(zhuāng)方位隻能是垂(chuí)直由下向上;渦(wō)街流🎯量計測量(liang)👉範圍适中,但其(qi)不能測雙向流(liu)❗。
2.4儀表性能方面(miàn)的比較
　　渦街流(liu)量計結構簡單(dan),适用的流體種(zhong)類多,與節流🔞型(xing)、轉子式比較具(jù)有較高的精度(dù),但是其不适用(yong)于低雷✉️諾數測(cè)量,在高👣黏度、低(di)流速、小口徑情(qing)況下使用受到(dao)限制; 轉子流量(liang)計 可用于小口(kou)徑和低流速,多(duō)用于現場指示(shì),但 玻璃轉子流(liú)量計 容易碎,且(qie)不能在高溫高(gao)壓下工作,大流(liu)量儀表結構🈲笨(bèn)重,當使用爐體(tǐ)和出廠标定不(bú)--緻時需要重新(xin)進行流量示值(zhi)☎️标定;節流型流(liú)量計中的标準(zhun)孔闆使用廣泛(fàn),結構易于複🔴制(zhì),簡單牢固,穩定(ding)性好,使用💁壽命(mìng)長,并且價格低(dī)廉。節流型⭐流量(liang)計性能優越,液(yè)體、氣體蒸汽皆(jiē)可測量,便于形(xíng)成專業化規模(mo)生産,标準節流(liú)裝置無需實際(ji)校準即可使用(yòng)。
　　綜上所述，節流(liú)型流量計由于(yú)性能優越價格(gé)适中、安裝💋和使(shi)用方便,故實際(jì)應用廣泛。
3幾種(zhǒng)節流型流量計(jì)的應用選型
　　節(jie)流型流量計的(de)節流裝置有孔(kǒng)闆、噴嘴、文丘裏(lǐ)管等,根據取壓(ya)方式，安裝的管(guan)道條件,測量的(de)流體性質等可(kě)以選用不同的(de)節流裝置。企業(ye)主要能源消耗(hao)的水、風、燃氣、蒸(zheng)汽、氧等流體的(de)計量,如天然氣(qi)、水或企業自💞産(chan)能源總量等,盡(jìn)量選用标準節(jie)流裝置,因标準(zhun)節流裝置有國(guó)際和國家标準(zhun)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼作支撐。
3.1孔闆流(liu)量計
　　孔闆結構(gòu)簡單,易于批量(liang)生産,節省材料(liao),價格低廉🔴,是實(shi)際應用中的首(shou)選類型,在測量(liang)大流量高溫蒸(zheng)汽或者混合液(yè)體時👄具有比較(jiào)大的優勢。但是(shi)壓力損失大🈲,且(qie)不适✂️用于測量(liang)含顆⁉️粒纖維漿(jiang)或腐蝕性流體(ti)。
　　我國常選用孔(kong)闆作爲測量給(gei)水、中低壓蒸汽(qi)流量的節流💘件(jiàn)。在被測流體爲(wèi)髒污介質時推(tuī)薦使用圓缺孔(kong)闆和偏心孔闆(pǎn),如對焦爐煤氣(qì)、高爐煤氣、濕氣(qì)體的測💃量。孔闆(pan)流量計亦在天(tian)🔆然氣流量測量(liàng)和高溫蒸汽測(ce)量等領域被視(shì)爲主力儀表之(zhi)一,占有不✍️可替(tì)代的地位。
3.2噴嘴(zuǐ)流量計
　　噴嘴是(shì)廊形節流裝置(zhì),無尖銳的棱角(jiao),耐高流速沖擊(ji)與磨損,流量特(te)性長期穩定，因(yīn)此比容易邊緣(yuán)鈍化的孔闆流(liu)量計檢⛹🏻‍♀️定周期(qi)長。噴嘴節流裝(zhuāng)置适用于腐蝕(shí)🔞性流體或高速(su)♉流體,對于髒污(wū)流體也有比較(jiào)長的壽命。與孔(kǒng)闆相比,噴嘴的(de)加工成本高,所(suo)需🏃🏻‍♂️直管段比孔(kǒng)闆短,而成本又(yòu)比文丘裏管低(dī)。當被測❄️量流體(ti)爲高壓蒸汽時(shí),常選用噴嘴作(zuò)爲節流🍓裝置。
　　噴(pen)嘴流量計曾被(bèi)廣泛的使用在(zài)真空行業中。但(dàn)在實際㊙️應用👌中(zhong),應盡量避免在(zài)小于3kPa壓力的情(qing)況下使用,因爲(wèi)此時氣流的均(jun1)勻和穩定性變(biàn)差,将對測量産(chan)生較大的偏差(cha)。噴嘴流量計結(jié)構牢固,檢定周(zhou)期長,維護量🌈少(shǎo),從而減少了運(yùn)行成本。因此近(jìn)年來,業内更提(tí)出使🐪用一體化(huà)定值噴嘴流量(liàng)計對天然氣㊙️流(liu)量進行檢測。
3.3文(wén)丘裏管流量計(jì)
　　文丘裏管結構(gou)複雜,加工困難(nán),比孔闆和噴嘴(zuǐ)浪費材料💋,因此(cǐ)⭕造價高。在同樣(yang)差壓下,經典文(wén)丘裏管比孔闆(pan)和噴嘴的㊙️壓力(lì)損失要小很多(duo)，且對上下遊直(zhi)管段要求小,比(bi)較适合💚于低壓(ya)㊙️損和狹小地段(duàn)的中大流量測(ce)量。在測量中要(yao)求低🌈壓損時,可(kě)以選用文🔴丘.裏(li)管或者🛀文丘裏(lǐ)噴嘴。
3.4德爾塔巴(bā)流量計
　　德爾塔(ta)巴屬于差壓式(shi)流量計,插人式(shì)工作方式是一(yi)種精❌度高、量程(cheng)比大、壓損小的(de)勻速流量探頭(tóu)，可用于氣體、液(ye)體、蒸汽的流量(liàng)測量。德爾塔巴(bā)具有使🍓用壽命(ming)長、長期運行費(fèi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼用低、安裝費用(yòng)低廉.不易.磨📱損(sǔn)、受油脂的影響(xiang)小等特點,可以(yǐ)在不停産的情(qing)況🤩下進行安裝(zhuāng)、拆卸和檢修💚,特(tè)别适用于無法(fǎ)停産安💛裝的測(ce)點或介質很髒(zang)需定期檢修的(de)測點，在💞各冶煉(lian)廠熔煉爐氧氣(qi)流量檢測中得(dé)到了廣泛應用(yong)。
4德爾塔巴流量(liàng)計的工作原理(li)及計算方法
4.1結(jie)構
　　德爾塔巴流(liu)量計由德爾塔(ta)巴節流裝置、安(ān)裝支架、 溫度傳(chuan)感器 ， 壓力變送(song)器 、 差壓變送器(qì) 組成。其中差壓(ya)探頭是關鍵部(bù)件,決定着流量(liang)檢測精🤟度。如圖(tú)1所示,德爾塔巴(ba)節流裝置爲獨(du)特的對稱🚶‍♀️曲面(miàn)設計,可以進行(hang)✌️雙向測量。德爾(er)塔巴探頭長度(dù)爲流體管道内(nei)徑,兩側分布不(bu)均勻8mm取壓孔。面(miàn)向流體進人的(de)🔞曲面上的取壓(yā)孔爲高壓取壓(ya)孔,另一面的爲(wèi)低壓取壓孔。德(de)爾塔㊙️巴低壓取(qu)壓孔在傳感器(qì)🤟側後兩邊,在㊙️傳(chuán)感器與被測流(liu)體分開前避免(mian)了低🔴壓取壓孔(kong)被堵塞和受到(dao)渦流的影響。德(de)爾塔巴傳感器(qì)表面粗糙處理(li),使流體流速變(bian)化💚大時仍能使(shi)流體在傳感器(qi)表面保♻️持紊流(liú)狀态,使德爾塔(ta)巴可📧以穩定地(dì)測得被測流體(ti)低流速時的流(liu)✌️量。

4.2工作原理
　　德(dé)爾塔巴流量計(jì)用差壓式工作(zuo)原理進行流量(liang)檢‼️測,将一定直(zhi)徑的測量管插(chā)入被測介質管(guan)道。流體流經測(cè)量管時,首先經(jing)過一個壓力大(dà)于管道靜壓的(de)高壓💜區域,流♊體(ti)在高壓孔後的(de)加速段速度迅(xùn)速增大，高壓👉區(qū)域的壓力上升(shēng),在經過高低壓(ya)分界點後,阻力(lì)消失🔞,在測量管(guǎn)後部的低壓區(qū)域産生部分真(zhēn)空,使測量㊙️管前(qián)後的壓力差增(zēng)大。德爾塔巴🍉流(liú)量計利用高🙇‍♀️、低(dī)壓區按科學計(ji)算有規律的分(fèn)布在測量管兩(liang)側的取壓孔來(lai)檢測流體的差(chà)壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，得出由平均(jun1)流速産生的平(píng)均差💔壓,把這個(gè)差壓傳送給差(chà)壓🔞變送器并進(jin)行分析計算。德(de)爾塔巴采用了(le)不均勻分布的(de)兩排👌取壓孔進(jin)行取壓,避免了(le)單一取壓孔隻(zhi)能取得某一點(dian)流速而不是平(píng)均流速,這樣能(neng)更好地反映☎️被(bèi)測管道的真實(shi)流量📞。
4.3計算方法(fǎ)
　　德爾塔巴的流(liu)量計算基本是(shì)按照ENISO5167-1标準中指(zhǐ)定的🚩方法㊙️計算(suan)。計📞算方法如下(xià):

式中:qm爲質量流(liu)量(kg/s);ζ爲探頭的阻(zu)斷系數;ε爲流體(tǐ)膨脹系✂️數;d爲管(guǎn)🈲道内徑(m);OP爲壓差(chà)(Pa);p爲工作狀态下(xià)介質密度(kg/m3)。
　　德爾(ěr)塔巴的阻斷系(xi)數ζ隻與探頭的(de)結構有關,與介(jie)質無🚶‍♀️關，可🏃在🧑🏾‍🤝‍🧑🏼每(mei)個探頭的計算(suàn)書中找到。下标(biao)爲B表示工作狀(zhuang)态下，下标爲D表(biǎo)示設計時的狀(zhuàng)态。
　　由于德爾塔(ta)巴引起的壓力(li)損失極小，所以(yǐ)膨脹系數ε非常(cháng)接近于1,但在計(ji)算時ε是-一個常(cháng)數,在被測量介(jiè)質爲可壓縮介(jie)質比如氧氣時(shi)，要按當前工作(zuò)狀态下的可膨(peng)脹🌍系數計算。一(yī)般可按照最大(da)流量的2/3時的可(ke)膨脹系數計算(suàn):

式中:εp可在計算(suàn)書中查找。
　　流量(liang)計算的精确度(du)受管道内徑的(de)影響大,需要精(jīng)确确定管道内(nèi)徑的取值。管道(dào)内徑受材料和(hé)溫度影響與設(shè)計尺寸發生偏(piān)🛀離,需要在線計(ji)算管道内徑:

式(shì)中:a表示管道材(cai)料的縱向膨脹(zhàng)系數。
　　工作情況(kuang)下介質的密度(dù)與當時的溫度(du)、壓力和介質的(de)性質有關。若設(she)計狀态與工作(zuò)狀态相近時,也(ye)☔可按照以下公(gōng)⭐式計㊙️算:

5德爾塔(tǎ)巴流量計在浮(fú)選作業空氣流(liú)量檢測中的應(ying)用
5.1應用條件
　　某(mǒu)選礦廠浮選作(zuò)業設有7組壓縮(suō)空氣支管,用于(yu)浮選槽的充氣(qi)。全部選用德爾(er)塔巴流量計進(jin)行流量‼️檢測,并(bing)通過氣動單座(zuo)調節閥對壓縮(suo)空氣流量進行(háng)控制,壓縮空🏃‍♂️氣(qì)從浮🈚選槽底部(bù)噴出,形成浮選(xuan)槽😘泡沫,壓縮空(kong)氣流量是否合(hé)理🌈直接關系到(dao)浮選槽的生産(chan)指标。壓縮空氣(qi)管💋徑爲DN50,工作狀(zhuang)态下氣體溫度(dù)約爲40℃,壓力✨爲0.6MPa。德(de)爾塔巴流量計(ji)的檢測信号輸(shū)人❗PLC控制系統,進(jin)行流量的計🏃‍♀️算(suan)、累計和控制。
5.2德(de)爾塔巴流量計(jì)的組成及選型(xíng)
1)德爾塔巴檢測(cè)件
　　德爾塔巴的(de)檢測件爲德爾(ěr)塔巴探頭,探頭(tou)由探頭套管和(he)探頭本體組成(cheng)。探頭套管即探(tan)頭支架,是與✌️管(guǎn)道焊接的部件(jian)，探頭本體安裝(zhuāng)在管道内部，可(kě)以單/雙面🌈支撐(chēng)。本體與套管用(yòng)法蘭或焊✨接的(de)方式連接。某選(xuǎn)礦廠浮選作業(yè)7組壓縮空氣支(zhi)管流量檢測采(cai)用的德爾❗塔巴(bā)檢測件,型号爲(wèi)HLVD25,量程0~2000N·m3/h,工作溫度(dù)40C,工作壓力0.6MPa,量程(cheng)比大于30:1,探頭材(cai)料爲316L不鏽鋼。在(zai)此📐應用💰條件下(xià),德爾塔巴檢測(cè)件形成的差🔞壓(ya)範圍大約爲0~1.3kPa。德(de)爾塔巴檢測件(jiàn)後帶 三閥組 ,可(ke)以直接安裝差(cha)壓變送器。
2)差壓(yā)變送器
　　差壓變(bian)送器作爲德爾(er)塔巴檢測件的(de)差壓檢測。選用(yong)的差壓🌐變送器(qì)型号爲7MF4433-1FA02-2AB6-ZA01+Y01,量程0~2.kPa,二(er)線制,電源24VDC,帶表(biǎo)頭,精度0.5級,輸出(chu)4~20mA信号到PLC進行處(chù)理。
3)溫度傳感器(qi)
　　溫度傳感器用(yong)于壓縮空氣溫(wen)度的檢測,在總(zong)管上設🍓置一👨‍❤️‍👨個(gè)溫💋度傳感器即(ji)可。溫度傳感器(qi)爲 Pt100 熱電阻 ，型号(hao)爲WZP-230/LXl=300x150/36/,304套管,M27x2螺紋。熱(re)電阻信号通過(guò)三線制方式接(jie)🐇入PLC。
4)壓力變送器(qì)
　　壓力變送器作(zuo)爲管道壓力的(de)檢測。壓力變送(song)器型号爲7MF4033-1DA01-2AB6-ZA01+Y01,量程(chéng)0~1.0MPa,二線制,輸出4~20mA,電(dian)源24VDC,帶表頭,管道(dào)壓力通過🔴導壓(ya)管經截止🏃🏻閥引(yin)到壓力變送器(qi)。
5.3現場安裝
　　德爾(ěr)塔巴探頭安裝(zhuang)示意圖如圖2所(suǒ)示。德爾塔巴探(tàn)頭必須根⭕據管(guan)道尺寸選型,确(què)保檢測杆的尺(chi)寸必須與🌈管道(dào)直徑一緻。爲了(le)使德爾塔巴探(tan)頭更有效地工(gong)作,現場安裝時(shí)需要注意以下(xia)幾個細節:1)在探(tan)頭上标有流體(tǐ)流向和差壓極(jí)性的标牌，安裝(zhuang)時确認探頭極(ji)性;2)必須保證探(tan)頭的高壓側與(yǔ)變送器的正極(jí)連接,低壓側與(yǔ)變送器的負極(ji)連接;3)将差壓變(bian)送器按照♍手冊(ce)進行線路🍉連接(jiē)。
　　　由于被測介質(zhi)是壓縮空氣,差(chà)壓信号通過氣(qi)體介質傳遞到(dao)差壓變送器,所(suǒ)以安裝差壓變(bian)送器時應盡量(liang)由.上往下插入(rù)，或者傾斜3%,使冷(leng)凝水能順利返(fǎn)回管道🐇中。現場(chǎng)安裝時✍️,三閥組(zǔ)♉和差壓變送器(qi)的位置必須高(gāo)于探頭差壓輸(shū)出端口,否則将(jiāng)影響測量✊效果(guo)。

6結束語
　　以節流(liú)裝置爲檢測元(yuán)件的節流型流(liu)量計是曆史悠(yōu)久,理🌈論🈲底蘊深(shēn)厚,實踐經驗豐(fēng)富,應用成熟,性(xìng)價比很高的🔴一(yī)-類流量計,目前(qian)節流型流量計(jì)的種類💘有上百(bai)種,應用♈選型時(shi)需要根據實際(ji)工藝要求綜合(he)考慮。與渦街流(liu)量計比較,該✍️文(wen)選擇德爾塔巴(bā)節流型流量計(jì)檢測壓縮空氣(qi)流量,可節省大(dà)約2/3的投資,并且(qie)檢測精度達到(dào)1.5%左右，與新的渦(wō)街流量計精度(dù)(1%~2%)相當，而對于大(da)型管道(DN200以上)的(de)流量檢測,選擇(ze)德爾塔巴流量(liàng)計的經濟性更(geng)加顯著。

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