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淺談(tan)流量計(ji)的合理(li)使用
發(fa)布時間(jian):2025-11-26
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摘要:介(jie)紹了各(ge)種流量(liang)計的特(te)點,并在(zai)流量理(li)論的基(ji)🏒礎上對(dui)流量計(ji)的合理(li)使用進(jin)行了分(fen)析探讨(tao),出了一(yi)👄些有👨❤️👨益(yi)的🔞觀點(dian)。
0引言
在(zai)現代工(gong)業中,對(dui)流量的(de)測量采(cai)用了各(ge)種各樣(yang)的方法(fa),這些🌏測(ce)量方法(fa)基于不(bu)同的測(ce)量原理(li),利用不(bu)🤞同輸❗出(chu)信号的(de)變化來(lai)反映流(liu)體流量(liang)的變化(hua)。根據測(ce)量原理(li),通常将(jiang)流量測(ce)量方法(fa)分爲3大(da)類:(1)利用(yong)伯努利(li)方程🤞原(yuan)理來測(ce)☔量流量(liang);(2)速度式(shi)流量測(ce)量方法(fa);(3)質量流(liu)量測量(liang)方法。
在(zai)流體力(li)學理論(lun)中,伯努(nu)利方程(cheng)占有非(fei)常重要(yao)的地位(wei),它說🚶明(ming)了流體(ti)流線上(shang)各點之(zhi)間的能(neng)量關系(xi)。以測量(liang)流🔱體流(liu)速來得(de)到流量(liang)的流量(liang)計
稱爲(wei)速度式(shi)流量計(ji),該流量(liang)計較爲(wei)常用,種(zhong)類較多(duo),發展也(ye)較♻️快。比(bi)較典型(xing)的速度(du)式流量(liang)計有電(dian)磁流量(liang)計、渦街(jie)流量計(ji)、渦輪流(liu)🐆量計、超(chao)聲波流(liu)量計和(he)熱導式(shi)流☎️量計(ji)等。
1各種(zhong)流量計(ji)的特點(dian)
(1)
電磁流(liu)量計
測(ce)量原理(li)是基于(yu)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lü)。電磁流(liu)量計☁️要(yao)💯求被測(ce)🌂流體的(de)電導率(lü)不能過(guo)低,因此(ci)目前隻(zhi)能測量(liang)水📱和一(yi)些酸、堿(jian)、鹽溶液(ye)等,對氣(qi)體和絕(jue)大多數(shu)油類都(dou)不适用(yong)。電磁流(liu)量計有(you)2個顯著(zhe)特點:一(yi)是🏃🏻響應(ying)速度⛱️快(kuai),幾乎沒(mei)有滞後(hou),非常适(shi)用于測(ce)量流體(ti)瞬時流(liu)量的✂️變(bian)化;二是(shi)無阻礙(ai)流體流(liu)🛀動的部(bu)件,對流(liu)體幾乎(hu)無阻力(li)。對于管(guan)内穩定(ding)的流體(ti),嚴格軸(zhou)對🈚稱速(su)度分布(bu)流體進(jin)行測量(liang),檢測到(dao)的感生(sheng)電動勢(shi)可以很(hen)好地反(fan)映管内(nei)流體的(de)平均流(liu)🏃🏻♂️速。但是(shi)電磁流(liu)量計對(dui)于外界(jie)的電👈磁(ci)幹擾非(fei)常敏感(gan),在使用(yong)時需要(yao)采取一(yi)定的😄抗(kang)幹擾措(cuo)施,注意(yi)良好接(jie)地,以屏(ping)蔽外界(jie)的電磁(ci)場。
(2)
渦街(jie)流量計(ji)
是在流(liu)體中安(an)放一個(ge)非流線(xian)型旋渦(wo)發生體(ti),使流體(ti)在發生(sheng)體兩側(ce)交替地(di)分離,釋(shi)放出兩(liang)串規則(ze)地交錯(cuo)排列🍉的(de)旋渦,且(qie)在一定(ding)範圍内(nei)旋渦分(fen)離頻率(lü)與流量(liang)❌成正比(bi)的流量(liang)🛀計。渦街(jie)流量計(ji)主要用(yong)于工業(ye)管道介(jie)質流體(ti)的流量(liang)測量,具(ju)有良好(hao)的介質(zhi)适應能(neng)力,無需(xu)溫度壓(ya)力補償(chang)即可直(zhi)接💞測量(liang)蒸汽、氣(qi)體、液體(ti)的工況(kuang)⛱️體積流(liu)量,并配(pei)備溫度(du)、壓力傳(chuan)感器來(lai)測量标(biao)況體積(ji)流量和(he)質量流(liu)量,是節(jie)流式流(liu)量計🥰的(de)理想替(ti)代産品(pin)。渦街流(liu)量計有(you)很多優(you)點,如壓(ya)力損失(shi)小,量程(cheng)範圍寬(kuan),正确率(lü)💛高,在測(ce)量工況(kuang)體積🔞流(liu)量時幾(ji)乎不受(shou)流體密(mi)度、壓力(li)、溫度、粘(zhan)度等參(can)數的影(ying)響等,并(bing)‼️且無可(ke)動機♌械(xie)零件,因(yin)此可靠(kao)性高,維(wei)護量☀️小(xiao)。
(3)渦輪流(liu)量計是(shi)利用流(liu)動的流(liu)體來推(tui)動葉輪(lun)轉動,流(liu)體流速(su)和葉輪(lun)轉速成(cheng)正比,通(tong)過測量(liang)葉輪轉(zhuan)速得到(dao)流體流(liu)速,進而(er)得到流(liu)量值。當(dang)被測流(liu)體流過(guo)傳感器(qi)時,在流(liu)體作用(yong)下葉輪(lun)受力旋(xuan)轉,其轉(zhuan)速與管(guan)道平均(jun)流速成(cheng)正比,葉(ye)輪的轉(zhuan)動将周(zhou)期性地(di)改🈚變磁(ci)電轉換(huan)器的磁(ci)阻值,檢(jian)測線圈(quan)中的磁(ci)通随之(zhi)💞發生周(zhou)期性的(de)變化,并(bing)産生周(zhou)期性的(de)感應電(dian)動勢,即(ji)電脈沖(chong)信号,經(jing)放大器(qi)放大後(hou),送至顯(xian)示儀表(biao)顯示。
(4)
超(chao)聲波流(liu)量計
是(shi)近年來(lai)發展較(jiao)快的流(liu)量計。超(chao)聲波在(zai)液體、固(gu)體中衰(shuai)減很小(xiao),因而穿(chuan)透能力(li)很強,尤(you)其是在(zai)不透明(ming)的固體(ti)中,超聲(sheng)波可穿(chuan)透幾十(shi)米的長(zhang)度。利用(yong)超聲波(bo)可以穿(chuan)透物體(ti)的特💔性(xing),在流體(ti)管道外(wai)設置超(chao)聲波發(fa)送裝👈置(zhi),以測量(liang)管内流(liu)體的流(liu)速。
(5)熱導(dao)式流量(liang)計是一(yi)種直接(jie)式質量(liang)流量計(ji),它可以(yi)用來測(ce)量質量(liang)流量。當(dang)流體靜(jing)止時,管(guan)道内加(jia)熱元件(jian)的上下(xia)遊溫度(du)對稱分(fen)布,元件(jian)指示溫(wen)度相等(deng);當介質(zhi)流動時(shi),下遊溫(wen)度比上(shang)遊溫度(du)高💋。随着(zhe)流速的(de)增加,溫(wen)差增大(da),當流速(su)增加到(dao)某一界(jie)限值後(hou),兩元件(jian)的溫差(cha)将✉️随流(liu)速的增(zeng)加而逐(zhu)漸減💚小(xiao)。爲了得(de)到儀表(biao)的單值(zhi)性,一般(ban)用溫差(cha)增☔大的(de)特性測(ce)量小流(liu)🌍量,用溫(wen)差減小(xiao)的特性(xing)測量大(da)流量👈。
2流(liu)量計選(xuan)型的一(yi)般性準(zhun)則
2.1差壓(ya)流量計(ji)的組成(cheng)方式
随(sui)着國内(nei)經濟的(de)不斷發(fa)展,國家(jia)實施了(le)節約能(neng)源消耗(hao)的系列(lie)舉措,從(cong)而促進(jin)了對流(liu)量儀表(biao)的需求(qiu)。特别✉️是(shi)在🔞冶金(jin)工業中(zhong)的天然(ran)氣、焦爐(lu)煤氣、高(gao)爐煤氣(qi)、工業用(yong)蒸汽及(ji)其他各(ge)類能源(yuan)介質計(ji)量和各(ge)單内部(bu)成本核(he)算等計(ji)量中,都(dou)迫切需(xu)要寬量(liang)程、高精(jing)🥰度、高可(ke)靠性㊙️的(de)計量儀(yi)表。
差壓(ya)式流量(liang)計
以其(qi)技術成(cheng)熟、結構(gou)簡單、無(wu)可動部(bu)件、穩定(ding)可靠、适(shi)👨❤️👨應面寬(kuan)等優點(dian)獨居流(liu)量計榜(bang)首。
目前(qian),差壓流(liu)量計主(zhu)要有以(yi)下3種組(zu)成方式(shi):(1)一體式(shi)差壓流(liu)量計,即(ji)将節流(liu)裝置、差(cha)壓、壓力(li)、溫度、計(ji)算顯示(shi)集成爲(wei)一個整(zheng)體的流(liu)量計,可(ke)以直接(jie)在表上(shang)顯示流(liu)量,也可(ke)通過DC4~20mA電(dian)流🥵遠傳(chuan)瞬時流(liu)量值。這(zhe)種一體(ti)式差壓(ya)流量計(ji)包含了(le)一台流(liu)量計所(suo)必備的(de)全部📞要(yao)素,也代(dai)表了差(cha)壓流量(liang)計的發(fa)展方向(xiang)。(2)一體式(shi)差壓流(liu)量變送(song)🈲器,将
差(cha)壓變送(song)器
直接(jie)安裝到(dao)節流裝(zhuang)置上,輸(shu)出代表(biao)差壓信(xin)号大小(xiao)的✊DC4~20mA電🐅信(xin)号,流量(liang)計算及(ji)溫度、壓(ya)力補償(chang)由用戶(hu)另外🤩配(pei)置🏃🏻完成(cheng)♍。由于⛱️沒(mei)有流量(liang)✏️顯示或(huo)輸出,因(yin)此不能(neng)稱✏️其爲(wei)流量計(ji)。一體式(shi)差壓流(liu)量變送(song)器适合(he)作爲DCS(PLC)控(kong)制系統(tong)中💘的現(xian)場儀表(biao),并将DC4~20mA的(de)差壓信(xin)号送到(dao)DCS(PLC)控制🌈系(xi)統,然後(hou)由🈚控制(zhi)系統進(jin)行溫度(du)、壓力補(bu)償計算(suan)出♻️被測(ce)的流量(liang)。(3)分體式(shi)差壓流(liu)量🛀🏻計,由(you)節流裝(zhuang)置、差壓(ya)變送器(qi)、
壓力變(bian)送器
、
溫(wen)度變送(song)器
、
流量(liang)計算顯(xian)示儀
組(zu)成。它是(shi)差壓流(liu)量計的(de)傳統組(zu)成方式(shi),近年來(lai)使💃🏻用率(lü)已大幅(fu)下降。
2.2選(xuan)用流量(liang)計的一(yi)般原則(ze)
(1)要正确(que)地選擇(ze)流量測(ce)量方法(fa)和儀表(biao),并熟悉(xi)儀表🙇🏻和(he)所測量(liang)的流體(ti)特性,同(tong)時還須(xu)考慮到(dao)費用的(de)高低。在(zai)某一場(chang)所💯中儀(yi)表的選(xuan)用方案(an)可能有(you)多種,選(xuan)擇時僅(jin)憑以往(wang)的經驗(yan)或隻考(kao)慮某一(yi)因素而(er)貿然作(zuo)出決定(ding),有可能(neng)不🧑🏾🤝🧑🏼能選(xuan)擇到最(zui)合适的(de)儀表。
(2)精(jing)度是一(yi)台流量(liang)測量儀(yi)表非常(chang)重要的(de)指标,同(tong)時也是(shi)在儀表(biao)🚶選擇過(guo)程中容(rong)易忽略(lue)的指标(biao)。
(3)通常一(yi)台流量(liang)計的測(ce)量範圍(wei)是指在(zai)保證精(jing)度的前(qian)提下,該(gai)流量計(ji)能測量(liang)的最大(da)瞬時流(liu)量和最(zui)小瞬時(shi)♋流量的(de)比值範(fan)圍。
(4)流量(liang)測量儀(yi)表的永(yong)久壓力(li)損失也(ye)是一個(ge)很重要(yao)的指标(biao),永✍️久📧壓(ya)力損失(shi)(不可恢(hui)複壓損(sun))過大,帶(dai)來的直(zhi)接後果(guo)就是🐇動(dong)力和能(neng)源的浪(lang)費,通常(chang)将壓損(sun)選定在(zai)2~30kPa之間,就(jiu)能滿足(zu)絕大部(bu)分工業(ye)現💛場的(de)要求。
(5)對(dui)流量測(ce)量儀表(biao)最重要(yao)的要求(qiu)就是長(zhang)期工作(zuo)的穩定(ding)性❓和可(ke)靠性,應(ying)根據使(shi)用環境(jing)條件及(ji)使用狀(zhuang)況來選(xuan)擇流量(liang)計,并将(jiang)長😘期穩(wen)定性放(fang)在第一(yi)位,通🥵常(chang)應選🔱擇(ze)無可動(dong)部件,對(dui)髒污、粉(fen)塵等不(bu)敏感,對(dui)使用環(huan)境無特(te)殊要求(qiu)(振動、電(dian)滋幹擾(rao)、溫度變(bian)化等)的(de)♌流量計(ji)。
2.3流量計(ji)種類的(de)選擇
流(liu)量計的(de)種類繁(fan)多,各有(you)千秋,選(xuan)擇一種(zhong)适合特(te)定應用(yong)場所🧑🏽🤝🧑🏻的(de)⭕流量計(ji)很不容(rong)易。經過(guo)全面綜(zong)合考慮(lü),差壓式(shi)流量計(ji)具有技(ji)術成熟(shu)、結構簡(jian)單、無可(ke)動部件(jian)、穩定可(ke)靠、适應(ying)面寬等(deng)特點,性(xing)能顯著(zhe)優于其(qi)他流量(liang)計,因此(ci)差壓式(shi)流量計(ji)占國内(nei)外流♌量(liang)計用量(liang)的60%~70%,以絕(jue)對優🔆勢(shi)獨居流(liu)量計榜(bang)首。差壓(ya)🌈式流量(liang)計具有(you)适應面(mian)寬的特(te)點,幾乎(hu)可滿足(zu)所有的(de)現場需(xu)求。這一(yi)點也🚩是(shi)其他種(zhong)類的流(liu)量計達(da)不到的(de)。例如渦(wo)街式、渦(wo)輪式流(liu)量計的(de)選用,需(xu)要用戶(hu)的現場(chang)流量範(fan)圍去适(shi)應流量(liang)計的要(yao)求。由于(yu)這幾類(lei)流量計(ji)的特征(zheng)、尺寸以(yi)及同一(yi)種管徑(jing)的流量(liang)計測量(liang)的範圍(wei)都是固(gu)定的,一(yi)旦用戶(hu)現場流(liu)量範圍(wei)超出其(qi)測量範(fan)圍後,便(bian)不能使(shi)用,除非(fei)對工藝(yi)管道進(jin)行改造(zao)(縮徑或(huo)擴管)。
3選(xuan)擇流量(liang)計時應(ying)注意的(de)事項
(1)流(liu)量計的(de)重複性(xing)要好;(2)流(liu)量測量(liang)系統的(de)總精度(du)要高✌️;(3)流(liu)量計本(ben)身有相(xiang)當強的(de)流動調(diao)整能力(li),而較短(duan)的直管(guan)段,無需(xu)流動調(diao)整器;(4)總(zong)永久壓(ya)力損失(shi)要小,耗(hao)能費要(yao)少;(5)流量(liang)測量的(de)量程比(bi)要寬☀️;(6)流(liu)量計本(ben)身有自(zi)清掃能(neng)力,可測(ce)量髒污(wu)流體,無(wu)需過🔞濾(lü)器;(7)流量(liang)計本身(shen)耐受流(liu)體磨蝕(shi)能力要(yao)強,性能(neng)‼️要長期(qi)穩定✍️,可(ke)靠耐用(yong);(8)流量🛀🏻計(ji)本身無(wu)可動部(bu)件,檢定(ding)周期♉較(jiao)長,使用(yong)壽命較(jiao)長;(9)流量(liang)計本身(shen)故障率(lü)要小,維(wei)護與修(xiu)理費用(yong)要少;(10)流(liu)量計的(de)購置費(fei)與校準(zhun)⛱️費❤️要适(shi)中,安裝(zhuang)與運行(hang)花費要(yao)少。
4結語(yu)
以上各(ge)項都是(shi)決定流(liu)量計選(xuan)擇的因(yin)素,在相(xiang)關手冊(ce)💃🏻和儀表(biao)樣本中(zhong)可找到(dao)與這些(xie)決定因(yin)素有關(guan)的信息(xi)🛀。在比較(jiao)各種流(liu)量計的(de)費用時(shi),除了實(shi)際的購(gou)置費外(wai),還有一(yi)🛀系列因(yin)素要考(kao)慮到:(1)流(liu)量計的(de)精度和(he)測量範(fan)圍的改(gai)善,可以(yi)減少未(wei)被計量(liang)的能源(yuan)數量,以(yi)及由此(ci)對經濟(ji)效益、企(qi)業的效(xiao)率和産(chan)品質量(liang)的影響(xiang);(2)同時還(hai)要估算(suan)安裝費(fei)、長期維(wei)護費、流(liu)量計運(yun)行時的(de)能耗費(fei)♉以及補(bu)㊙️償總永(yong)久壓力(li)損失的(de)耗👅能。隻(zhi)有綜合(he)考慮并(bing)權衡以(yi)上這些(xie)因素,才(cai)能做到(dao)流量計(ji)的合理(li)選型和(he)使用。
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