摘要:孔闆流(liú)量計
是工業(ye)生産中最常(chang)用的計量儀(yí)表之一。文章(zhāng)闡述了孔闆(pǎn)流量儀表設(she)備的計量原(yuán)理;從孔闆節(jie)流裝置、二次(ci)測量儀表和(hé)信号引線方(fang)面介紹了目(mu)前孔🤟闆流量(liang)儀表的組成(chéng)和結構;分☔析(xi)了現有孔闆(pǎn)流量儀表設(she)備的優缺點(dian)和安裝要點(dian)。從孔闆💃🏻流量(liàng)儀表的整體(ti)誤差、安裝管(guǎn)理誤差和運(yùn)行工況下的(de)誤差分析了(le)影響計量精(jīng)度的因素。最(zui)後提出了孔(kong)🙇🏻闆流量儀表(biǎo)設備的改進(jin)建議👈。
1孔闆流(liú)量儀表的計(jì)量原理
當流(liú)體流經孔闆(pǎn)流量儀表設(shè)備的孔闆時(shí)，橫截面積減(jian)💃🏻小，速度增加(jiā)，相應的壓強(qiáng)減小，并且減(jiǎn)小的程度與(yǔ)流動狀态的(de)流體速度成(chéng)正比。所以可(kě)以通過檢測(ce)壓差來推算(suan)流速⭐,進而計(jì)算出流🌐量。孔(kong)闆前後🐪的壓(yā)差與流量Q具(ju)有以下關系(xi)🌏:
式中:C-流出系(xi)數;d-開孔直徑(jing);ε-可膨脹性系(xi)數;β-直徑比。
2孔(kong)闆流量儀表(biao)設備的組成(cheng)
孔闆流量儀(yí)表設備系統(tǒng)一般包括流(liú)量儀表設備(bei)本體、二✌️次儀(yí)表和流體組(zǔ)分分析系統(tong),其中的流體(tǐ)組分分析系(xì)統具有🏒檢測(ce)、計算、分析和(he)積算等功能(neng)。國家制定了(le)相關标準以(yi)利于保證流(liu)量計量檢測(ce)的正确率。
2.1孔(kǒng)闆節流裝置(zhì)
孔闆用以産(chǎn)生壓差，開孔(kǒng)尺寸必須嚴(yan)格按照規定(ding),是孔闆節流(liú)裝置中最重(zhong)要的結構,還(hái)有負責固定(dìng)孔闆位置的(de)孔闆加👄持器(qì)和上下遊直(zhi)管段;此外,還(hái)需要配置引(yin)壓管、對焊法(fǎ)蘭和直通式(shì)截止閥。隻有(yǒu)孔闆節流裝(zhuang)置完全符合(hé)行業⁉️标準,才(cái)可以滿足用(yong)戶的使用要(yao)🆚求，保證信号(hào)的正确。
2.2二次(cì)測量儀表.
二(èr)次測量儀表(biǎo)用于測量流(liu)體溫度、靜壓(ya)和壓差等物(wù)性參數。主🔞要(yào)包括溫度測(cè)量儀、壓力測(ce)量儀、密度測(ce)量儀表、成分(fen)分析🥰儀等儀(yí)表。
2.3信号引線(xiàn)
信号引線不(bu)是隻有電線(xiàn)，也可以由其(qi)他物質組成(chéng),不同物質❤️傳(chuán)遞的信号不(bú)同,控制電纜(lan)傳遞的是電(diàn)信号,而壓力(lì)信号一般由(yóu)無縫鋼管在(zài)二者之間傳(chuan)遞。(1)電信号引(yin)線🚶，在檢測💞系(xì)統中需要用(yòng)到很多電子(zǐ)儀表,電信号(hao)引線的作用(yong)就是使這些(xiē)電子儀表之(zhi)間的信息能(néng)夠正确、及時(shi)的傳遞。電線(xiàn)或電纜都可(ke)🌈以作爲電信(xìn)✔️号引線的原(yuán)件,不🈲過銅芯(xin)線的效🌏果最(zui)好。(2)引壓管線(xian),爲了使靜壓(yā)和壓差信号(hào)的折損最小(xiǎo)，無縫鋼管的(de)長度應該盡(jin)量縮小。DN18和DN14無(wú)縫鋼.管較爲(wei)常見，這種💔無(wu)縫鋼管可💔以(yi)及時響應靜(jìng)壓和壓差的(de)🔱變化,也能減(jiǎn)少洩露,不過(guo)對安裝技術(shù)的㊙️要求較高(gāo)。
3孔闆流量儀(yí)表設備的特(tè)點及安裝要(yào)點
3.1優點
(1)孔闆(pan)流量儀表設(she)備的适用性(xing)比較廣,可以(yi)計量多種工(gong)況‼️下單相流(liu)動狀态的流(liu)量。(2)孔闆流量(liang)儀表設備的(de).元件己經标(biao)準🧑🏽🤝🧑🏻化，無須實(shí)流檢驗。(3)通過(guò)将網絡通信(xin)技術、信息傳(chuan)導技術、電子(zǐ)測量技術、智(zhì)能控制技術(shu)等新🐆技術應(yīng)用于智能變(biàn)送器中，使孔(kǒng)闆流量💞儀表(biao)設備的計量(liang)正确性、及時(shi)性、智能化大(dà)大提高。
3.2缺點(diǎn)
(1)孔闆流量儀(yi)表設備的測(cè)量量程比較(jiào)窄。(2)因爲壓力(lì)、溫📧度、長度、密(mì)度等多種因(yīn)素都會影響(xiǎng)流體流動狀(zhuang)态，并且孔闆(pan)流🌈量儀表設(shè)備間接測量(liang)參數動态,計(ji)測量結果存(cun)在一定誤差(chà)。(3)孔闆流量計(ji)量設備的裝(zhuāng)置安裝條件(jian)苛刻，安裝過(guò)程必🛀🏻須符合(hé)SY/T6143-1996标準。
3.3安裝要(yào)點
(1)孔闆流量(liàng)計量設備最(zuì)好安裝于水(shuǐ)平輸送管道(dao)之♈上，并且與(yu)輸送管道軸(zhóu)線垂直;(2)需要(yào)安裝配套機(ji)械🛀設備，來檢(jiǎn)測孔闆流量(liang)儀表設備是(shi)否安裝在管(guan)徑中心的位(wei)置;(3)在固定孔(kǒng)闆流量💔儀表(biao)設🔴備之後，需(xu)要檢測熱膨(péng)♉脹性能，确定(ding)熱膨脹♋不導(dao)緻輸送管道(dào)和🏃流量儀表(biǎo)設💘備變形;(4)孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備.上下遊(you)直管段的管(guan)徑應該一-緻(zhì),并且與流量(liàng)儀表設備的(de)管徑配套,取(qǔ)壓孔中心線(xiàn)需㊙️要與輸送(sòng)管道中心線(xian)垂直,且平行(háng)于地面。
4孔闆(pǎn)流量計量設(shè)備的計量誤(wù)差分析
4.1孔闆(pǎn)流量儀表設(shè)備總體的誤(wu)差分析
在實(shi)際測量中,孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備測量誤(wu)差與随🌈機誤(wù)差、未定系統(tong)誤差和已定(dìng)系統誤差關(guān)聯較爲緊密(mì)。既可✨以通過(guò)修正系數來(lai)減弱随機誤(wu)差同時🤟也可(kě)以🌍運用多次(ci)測量取平均(jun)📞值的方式做(zuò)出改善,可以(yǐ)在很大程度(dù)上🏃減弱。所以(yǐ)一般僅考🌈慮(lǜ)未定系統誤(wù)差。孔闆流量(liang)儀表設備計(ji)量誤差的主(zhu)要因素是流(liu)出系數C所引(yǐn)起的,在設計(ji)、制造、安裝和(he)使用過程中(zhong)會造成流出(chu)系數C産🐆生偏(piān)差,并且這種(zhǒng)偏差不🎯能通(tōng)過測量得到(dao)。在密度、壓力(lì)等參數不變(biàn)的情況✊下,孔(kong)闆流量儀表(biao)設備計量精(jing)度主要取決(jué)于🏃♀️流出系數(shu)C。所以,國内外(wài)學者對于流(liú)出系數做了(le)大量研究。如(ru)輸送管道形(xing)狀、内壁👈粗糙(cāo)度、圓度、節流(liu)件位置⭕、輸送(song)管道的幾何(hé)形狀、流體流(liú)動狀态等因(yin)素都會影響(xiǎng)流出系數C的(de)大小。
4.2安裝管(guǎn)理的誤差分(fèn)析.
孔闆流量(liang)儀表設備的(de)設計和制造(zào)都嚴格執行(háng)國家标準,計(ji)💃量精度基本(běn)能夠滿足目(mu)前生産和生(shēng)活的需要。如(ru)果安裝和維(wei)修🛀等措施不(bu)當,會大大降(jiang)低💘孔闆流量(liang)儀表設備的(de)🍓計量進度。一(yi)般影響精度(dù)的安裝情況(kuàng)主要有以下(xia)幾種:(1)孔❓闆經(jing)過較長時間(jiān)的💰使用之後(hou),入口的銳利(lì)度🈲可能會發(fa)生改變,這會(hui)對計量精度(dù)造成很大影(yǐng)響,另外随着(zhe)不斷地使用(yong),入口直角也(yě)會被磨損的(de)十分嚴重,這(zhe)些因素綜合(he)起來會很大(da)程度影響🏃♀️測(cè)量結果,甚至(zhì)可以達到79%;(2)構(gou)件的尺寸誤(wu)差也會對測(ce)量結果造成(chéng)較大影響🛀🏻，例(lì)如輸送管道(dào)的實際尺寸(cun)和計算所用(yong)的尺寸有較(jiao)大出入，流量(liang)計量設備和(he)輸送管道存(cún)在偏心、台階(jie),前後流量計(ji)量設備尺寸(cùn)不💰統-.等📐因素(sù)。(3)安裝位置和(hé)加工精度存(cun)在不足,例如(rú)取壓的位置(zhi)不對,焊縫突(tu)出💁,孔闆彎曲(qǔ),輸送管道粗(cū)糙度影響;(4)雜(za)物阻塞取壓(yā)管,沉積物堆(duī)積在.上流測(ce)量管和端面(mian)上;(5)計量結果(guo)會被不同類(lèi)型的測量儀(yi)表和不同的(de)管路配置影(yǐng)響，如果系統(tǒng)存在漏氣問(wèn)題🈚，則會使傳(chuan)入變送器的(de)壓差減小，使(shǐ)儀表的示數(shù)顯示減小，導(dǎo)緻流量值偏(piān)小。而流量計(ji)量設備本體(ti)和下遊導壓(ya)管之間如果(guo)存☔在這些情(qíng)況，則會導緻(zhì)流量值偏大(dà);(6影響孔闆流(liu)量儀表設備(bei)工🔴作質量的(de)重要因♈素是(shi)信号管🙇🏻路和(hé)壓差變送器(qi),當壓差變送(song)器或者信号(hao)管路的精度(du)較高時，就能(néng)大大提高測(cè)量精度。但是(shi)當🔞上述條件(jiàn)不能滿足時(shi),流量測量結(jié)果的誤差就(jiù)會非常大。
4.3運(yun)行工況條件(jiàn)下的誤差
由(yóu)于存在擾動(dong)和脈動、外界(jiè)震動等不可(ke)控因素，在很(hěn)多應🧑🏾🤝🧑🏼用🈲條件(jian)下,孔闆流量(liàng)儀表設備的(de)使用不符🐕合(hé)使用條👌件時(shi)✂️，就會引起流(liu)體流動狀态(tài)的改變,進而(ér)引發孔闆流(liu)量儀表設備(bèi)運行工況下(xia)的誤差。(I)短時(shi)間内，當流體(ti)流速👅變化幅(fú)度🤩較小時，不(bu)會引起脈👌動(dòng)流。選用的儀(yi)表的測量量(liang)程如果在短(duan)時間内變🔞化(hua)不明顯.就容(róng)易産生誤差(chà)。但✏️是在比較(jiào)長的測量✊時(shí)間内影🐕響卻(que)可以忽略不(bú)計,當測量參(cān)數超過流量(liang)計量設備的(de)量程時,測量(liàng)誤差就會大(dà)大增加。(2)脈動(dong)流是指流體(ti)的流速和壓(ya)力突然改變(bian),會使壓差産(chan)生波動。輸氣(qi)輸送管道的(de)積液、壓縮機(jī)的使用和調(diào)節閥的突🐅然(ran)開關都可能(néng)導緻脈動流(liú)的産生。脈動(dòng)流對測量精(jing)度的影響包(bāo)括原理導緻(zhì)的不正确的(de)根本因✨素和(hé)脈動流産生(shēng)額外壓差的(de)條件因素。
5孔(kong)闆流量計量(liàng)設備的改進(jin)方法
影響孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備計量精(jīng)度的因素較(jiao)多.這些影響(xiang)📧因☔素🤞可以消(xiao)除或減弱。根(gēn)據實際應用(yòng)情況,提出如(ru)下的孔闆流(liú)✔️量儀表設備(bèi)改進措施。
5.1孔(kong)闆的取壓方(fang)式
采用角接(jie)取壓法,角接(jie)取壓的量程(chéng)是指上下遊(you)取壓中心到(dào)孔闆前後端(duan)距離的二倍(bei)等于取壓孔(kǒng)直徑。角接取(qu)壓法的特點(diǎn)如🍉下:(1)采用環(huán)室測量的方(fāng)式💁進行測量(liang);(2)在開口尺寸(cùn)确定時，流量(liàng)系數不會發(fā)生變化，使流(liu)量值和壓差(cha)具有恒定的(de)關系🔞;(3)可以減(jiǎn)小磨損所造(zào)成的測量誤(wù)差💞;(4)在實際使(shǐ)用過程中,若(ruo)沒能正确地(dì)确定取壓位(wèi)置,會導緻測(ce)量誤差的㊙️産(chǎn)生。
5.2孔闆流量(liàng)儀表設備的(de)标定
将孔闆(pǎn)流量儀表設(she)備與标定裝(zhuāng)置連接,針對(dui)相應的裝置(zhì)分💁别進行标(biāo)定，隻有做好(hǎo)裝置的标定(ding),獲取的數據(jù)才具有可靠(kao)性和真實性(xing),以備使用。因(yin)此,做好孔闆(pǎn)流量儀🤞表設(she)備⛱️的标定是(shi)後續計量環(huan)節的基礎。當(dāng)孔闆流量儀(yi)表設備進行(hang)标定時，測點(dian)應該♌不小于(yú)10個，且測量結(jié)果不少于3次(cì)，然後取平均(jun1)值。以測量數(shù)據爲🔱準,在雙(shuang)對數坐标軸(zhou)中标注出數(shù)據點,然後作(zuo)壓差一流🐅量(liàng)曲線。
5.3脈動流(liu)的改善措施(shi)
(1)應該盡量選(xuǎn)擇小口徑的(de)直管段,使△p、β的(de)雷諾數保持(chi)較高的數值(zhi)。
(2)爲了減小輸(shū)送阻力，應該(gāi)使引壓管線(xian)盡量短，同時(shí),爲了防🙇🏻止産(chan)生諧振和壓(yā)力脈動,應該(gai)使上下遊直(zhi)管段的長度(du)相等。
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