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流量计用以丈量管路中流体流量(单位韶光内通过的流体体积)的仪表,包括:转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。
至今为止,流量仪表种类达60种之多。缘故原由就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何利用条件都适用的流量仪表。60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。丈量工具划分就有封闭管道和明渠两大类;按丈量目的又可分为总量丈量和流量丈量,其仪表分别称作总量表和流量计。总量表丈量一段韶光内流过管道的流量,因此短暂时间内流过的总量除以该韶光的商来表示,实际上流量计常日亦备有累积流量装置,做总量表利用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。
按丈量事理可分为如下几个大类:力学事理:属于此类事理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式;利用动量定理的冲量式、可动管式;利用牛顿第二定律的直接质量式;利用流体动量事理的靶式;利用角动量定理的涡轮式;利用流体振荡事理的旋涡式、涡街式;利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。电学事理:用于此类事理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。声学事理:利用声学事理进行流量丈量的有超声波式.声学式(冲击波式)等。热学事理:利用热学事理丈量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。光学事理:激光式、光电式等是属于此类事理的仪表。原子物理事理:核磁共振式、核辐射式等是属于此类事理的仪表.其它事理:有标记事理(示踪事理、核磁共振事理)、干系事理等。本文按照目前最盛行、最广泛的分类法分别来阐述各种流量计的事理、特点、运用概况及国内外运用。
一、孔板流量计
孔板流量计是将标准孔板与多参量差压变送器(或差压变送、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置,可丈量气体、蒸汽、液体及天然气的流量。
广泛运用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程掌握和丈量。
孔板流量计被广泛适用于煤炭、化工、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及公民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的主要工具在国民经济中霸占主要的地位。
在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:
作为过程自动化掌握系统的检测仪表丈量物料数量的总量表。优点:
1、标准节流件是全用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量传感器中也是唯一的;
2、构造易于复制,大略、稳定、性能稳定可靠、价格低廉;
3、运用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流,一样平常生产过程的管径、事情状态(温度、压力)皆可以丈量;
4、检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便与专业化规模生产。
缺陷:
1、丈量的重复性、精确度在流量传感器中属于中等水平,由于浩瀚成分的影响错综繁芜,精确度难于提高;
2、范围度窄,由于流量系数与雷诺数有关,一样平常范围度仅3∶1~4∶1;
3、有较长的直管段长度哀求,一样平常难于知足。尤其对较大管径,问题更加突出;
4、压力丢失大;
5、孔板以内孔锐角线来担保精度,因此传感器对堕落、磨损、结垢、脏污敏感,长期利用精度难以担保,需每年拆下强检一次;
6、采取法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了掩护事情量。
二、立式腰轮流量计
腰轮流量计又叫罗茨流量计,其构造特色为:在流量计的壳体内有一个计量室,计量室内有一对或两对可以相切旋转的腰轮。
在流量计壳体表面与两个搜轮同轴安装了一对传动齿轮,它们相互啮合使两个腰轮可以相互联动。
腰轮流量计能用于各种清洁液体的流量丈量,尤实在用于油品计量,也可制成丈量气体的流量计。它的计最准确度高,可达0.1-0.5级。
特点:
腰轮流量计产品设计新颖,形状都雅。具有重量轻、精度高,安装利用方便等特点。是容积式流量计的范例产品之一。
其紧张缺陷有:体历年夜、笨重.压损较大。运行中振动较大等。
利用互成45度角的两对腰轮构造,可以大大减小运行中的振动噪声。
三、容积式流量计
容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。
它利用机器丈量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据丈量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来丈量流体体积总量。
容积式流量计按其丈量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往来来往活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式宇量计及膜式宇量计等。
优点:
1、计量精度高;
2、安装管道条件对计量精度没有影响;
3、可用于高粘度液体的丈量;
4、范围度宽;
5、直读式仪表无需外部能源可直接得到累计,总量,清晰明了,操作简便。
缺陷:
1、构造繁芜,体积弘大;
2、被测介质种类、口径、介质事情状态局限性较大;
3、不适用于高、低温场合;
4、大部分仪表只适用于清洁单相流体;
5、产生噪声及振动。
四、椭圆齿轮流量计
椭圆齿轮流量计(又称排量流量计,齿轮流量计),属于容积式流量计一种,在流量仪表中是精度较高的一类。
它利用机器丈量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来丈量流量体积总量。
椭圆齿轮流量计可以选用不同的材料(铸铁、铸钢、304不锈钢、316不锈钢)制造,它特殊适宜于重油、聚乙烯醇、树脂等粘度较高介质的流量丈量。
特点:
按照哀求精确安装后的椭圆齿轮流量计,利用时即可担保足够的精度,常日累计值的精度可达0.5级,是一种较为准确的流量计量仪表。
但是,如果利用时被测介质的流量过小,仪表的泄露偏差的影响就会突出,不能再担保足够的丈量精度。
因此,不同型号规格的椭圆齿轮流量计对最小利用流量有一许可值,只有当实际被测流量大于该下限流量许可值时,丈量精度才能得到担保。
其次,利用椭圆齿轮流量计要把稳被测介质的温度不能过高,否则不仅会增加丈量偏差,而且有使齿轮发生卡去世的可能。为此,椭圆齿轮流量计在仪表所规定的利用温度范围内利用。
长期利用后的椭圆齿轮流量计,其内部的齿轮会被堕落和磨损,从而影响丈量精度。因此,要常常把稳不雅观察,并定期拆下进行检讨,若条件许可最好定期进行标定。
五、文丘里流量计
新一代差压式流量丈量仪表,其基本丈量事理因此能量守恒定律——伯努力方程和流动连续性方程为根本的流量丈量方法。
内文丘里管由一圆形丈量管和置入丈量管内并与丈量管同轴的特型芯体所构成。
特型芯体的径向外表面具有与经典文丘里管表里面相似的几何廓形,并与丈量管表里面之间构成一个异径环形过流缝隙。
流体流经内文丘里管的节流过程同流体流经经典文丘里管、环形孔板的节流过程基本相似。
内文丘里管的这种构造特点,使之在利用过程中不存在类似孔板节流件的锐缘磨蚀与积污问题,并能对节流前管内流体速率分布梯度及可能存在的各种非轴对称速率分布进行有效的流动调度(整流),从而实现了高精确度与高稳定性的流量丈量。
优点:
如果能完备按照ASME标准精确制造,丈量精度也可以达到 0.5%,但是国产文丘里由于其制造技能问题,精度很难担保,海内老资格的技能力量雄厚的开封仪表厂也只能担保4%丈量精度。
对付超超临界发电的工况,这种喉管处的均压环在高温高压下利用是一个很危险的环节,不采取均压环,就不符合ASNE ISO5167标准,丈量精度就无法担保,这是高压经典式文丘里制造中的一个抵牾。
缺陷:
喉管和入口/出口一样材质,流体对喉管的冲刷和磨损严重,无法担保长期丈量精度。
构造长度必须按ISO-5167规定制造, 否则就达不到所需精度, 由于ISO-5167对经典文丘里的严格构造规定,使得它的流量丈量范围最大/最小流量比很小, 一样平常在3—5之间. 很难知足流量变革幅度大的流量丈量。
六、双转子气体流量计
双转子流量计属于目前国际上最新一代容积式流量计,也称为UF—‖流量计或螺杆流量计。是用于管道中液体流量的丈量和掌握的精密仪表。
广泛运用于石油、化工、冶金、电力、交通、船舶、油库、码头、槽罐车等部门,特殊适用于原油、精髓精辟油、轻烃等工业液体的计量流量计可现场指示,字码直接读数并可配发讯器,输出电脉冲旗子暗记,远传到二次仪表或打算机,组成自动掌握、自动检测和数据处理等系统。
特点:
适用于稀油、轻质油、稠油、含砂量大、含水量大的原油,被丈量液体的粘度范围大。流量计通过的液体流量大,最大流量是同通径普通容积表的二倍旁边。利用寿命长,准确度高,可靠性强。压内丢失极小。有线远传最长间隔为1000米,脉冲旗子暗记输出N=0.1L(一个脉冲为1N),可直接与打算机联网。七、涡轮流量计
智能液体涡轮流量计是采取前辈的超低功耗单片微机技能研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表,是速率式流量计中的紧张种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时,在流体的浸染下,叶轮受力旋转,其转速与管道均匀流速成正比。
同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量,根据电磁感应事理,在线圈内将感应出脉动的电势旗子暗记,即电脉冲旗子暗记,此电脉动旗子暗记的频率与被测流体的流量成正比。
特点:
具有机构紧凑、读数直不雅观清晰、可靠性高、不受外界电源滋扰、抗雷击、本钱低等明显优点。
八、转子流量计
浮子流量计,又称转子流量计,通过量测设在直流管道内的迁徙改变部件的 (位置 )来推算流量的装置。
是变面积式流量计的一种。在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的 , 浮子可以在锥管内自由地上升和低落。
在流速和浮力浸染下高下运动,与浮子重量平衡后,通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。一样平常分为玻璃和金属转子流量计。
金属转子流量计是工业上最常用的,对付小管径堕落性介质常日用玻璃材质,由于玻璃材质的本身易碎性,关键的掌握点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。
特点:
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。它具有构造大略、直不雅观、压力丢失小、维修方便等特点。
转子流量计适用于丈量通过管道直径D<>
其压损小,量程频年夜(10:1),安装掩护方便,可广泛用于繁芜,恶劣环境及各种介质条件的流量丈量与过程掌握中
九、靶式流量计
靶式流量计于六十年代开始运用于工业流量丈量,紧张用于办理高粘度、低雷诺数流体的流量丈量,先后经历了气动表和电动表两大发展阶段。
SBL系列智能靶式流量计是在原有应变片式(电容式)靶式流量计丈量事理的根本上,采取了最新型力感应式传感器作为丈量和敏感通报元件,同时利用了当代数字智能处理技能而研制的一种新式流量计量仪表。
特点:
1、整台仪表构造坚固无可动部件,插入式构造,拆卸方便;
2、可选用多种防腐及耐高低温材质(如哈氏合金,钛等);
3、整机可做玉成密封无去世角(焊接形式),无任何泄露点,可耐42MPa 高压;
4、仪表内设自检程序,故障征象一览无余;
5、传感器不与被测介质打仗,不存在零部件磨损,利用安全可靠;
6、可就地采取干式标定方法,即采取砝码挂重法。单键操作可完成标定;
7、具有多种安装办法供选择,如选择在线插入式,安装用度低;
8、具有一体化温度、压力补偿,直接输出质量或标方;
9、具有可选小旗子暗记切除、非线性改动、滤波韶光可选择;
10、能准确丈量各种常温、高温500 度、低温-200 度工况下的气体、液体流量;
11、计量准确,精度可达到0.2%;
12、重复性好,一样平常为0.05%~0.08%,丈量快速;
13、压力丢失小,仅为标准孔板的1/2△P 旁边;
14、抗滋扰,抗杂质能力特强;
15、可根据实际须要改换阻流件(靶片)而改变量程;
16、低功耗电池现场显示,能在线直读示值,显示屏可同时读取瞬时和累积流量及百分比棒图;
17、安装大略方便,极易掩护;
18、多种输出形式,能远传各种参数;
19、抗震撼性强,一定范围内可测脉动流。
十、喷嘴流量计
喷嘴流量计是丈量流量的差压发生装置,合营各种差压计或差压变送器可丈量管道中各种流体的流量。
标准喷嘴节流装置与差压变送器配套利用,可丈量液体、蒸汽、气体的流量,广泛运用于石油、化工、冶金、电力、轻工等部门。
一体式安装由智能显示仪(多参差变送器)和喷嘴装置一道组成喷嘴流量计。它自带有高品质的差压传感器、压力传感器,热电阻温度传感器。
AW2003-型智能显示仪(多 参差变送器)不仅在差压传感器量程范围自动适应,而且各种补偿系数如:流出系数C、流 束膨张系数等均进行在线打算,真正实现了扩大量程的同时担保计量的精度。
采取大屏幕LCD同屏显示累积流量、瞬时流量、瞬时压力、瞬时温度值,不用人工切换。
4-20mA两线制瞬时流量输出。分本安型防爆产品及普通型产品两大类。
分体式安装由独立的喷嘴装置、差压、压力、温度变送器、流量打算仪、截止阀等部份组合而成。各部份之间的连接组合由用户自己完成。
特点:
与孔板流量计比较,喷嘴流量计的压力丢失较小,因而节约能源,比较坚固耐用,适宜高温高压流体,广泛利用在电力、化工等行业的蒸汽流量丈量。
喷嘴流量计包括标准喷嘴(ISA1932喷嘴)、长颈喷嘴两种。
其设计制造均符合国际标准ISO5167或国家标准GB/T2624的规定。
十一、节流流量计
在气体的流动管道上装有一个节流装置,其内装有一个孔板,中央开有一个圆孔,其孔径比管道内径小,在孔板前燃气稳定的向前流动,气体流过孔板时由于孔径变小,截面积存缩,使稳定流动状态被打乱,因而流速将发生变革,速率加快,气体的静压随之降落,于是在孔板前后产生压力降落,即差压(孔板前截面大的地方压力大,通过孔板截面小的地方压力小)。
差压的大小和气体流量有确定的数值关系,即流量大时,差压就大,流量小时,差压就小。
流量与差压的平方根成正比。节流式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来打算流量的仪表。
特点:
节流式流量计是一种范例的差压式流量计.是目前工业生产中用来丈量气体、液体和蒸气流量的最常用的一种流量仪表.据调查统计,在炼钢厂、炼油厂等工业生产系统中所利用的流量计有(70—80)%旁边是节流式流量计。
在全体工业生产领域中,节流式流量计也占流量仪表总数的一半以上。节流式流量计以是得到如此广泛的运用,紧张是由于它具有以下两个非常突出的优点:
1、构造大略,安装方便,事情可靠,本钱低,又具有一定准确度.能知足工程丈量的须要。
2、有很长的利用历史,有丰富的、可靠的实验数据,设计加工已经标准化。只要按标准设计加工的节流式流量计,不须要进行实际标定,也能在已知的不愿定度范围内进行流量丈量。
尤其是第二个优点,使得节流式流量计在制造和利用上都非常方便.由于对一个流量计,特殊是大流量丈量用的流量汁,在检定时将会碰着各种各样的困难。
十二、电磁流量计
电磁流量计是20世纪50~60年代随着电子技能的发展而迅速发展起来的新型流量丈量仪表。
电磁流量计是运用电磁感应事理,根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来丈量导电流体流量的一种仪器。
特点:
1、丈量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变革的影响;
2、丈量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段哀求较低。对浆液丈量有独特的适应性;
3、合理选择传感器衬里和电极材料,即具有良好的耐堕落和耐磨损性;
4、转换器采取新颖励磁办法,功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达150:1;
5、转换器可与传感器组成一体型或分离型;
6、转换器采取16位高性能微处理器,2x16LCD显示,参数设定方便,编程可靠;
7、流量计为双向丈量系统,内装三个积算器:正向总量、反向总量及差值总量;可显斧正、反流量,并具有多种输出:电流、脉冲、数字通讯、HART;
8、转换器采取表面安装技能(SMT),具有自检和自诊断功能;
9、丈量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变革的影响,传感器感应电压旗子暗记与均匀流速呈线性关系,因此丈量精度高。
10、丈量管道内无阻流件,因此没有附加的压力丢失;丈量管道内无可动部件,因此传感器寿命极长。
11、由于感应电压旗子暗记是在全体充满磁场的空间中形成的,是管道载面上的均匀值,因此传感器所需的直管段较短,长度为5倍的管道直径。
12、转换器采取国际最新最前辈的单片机(MCU)和表面贴装技能(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定方便。点击中文显示LCD,显示累积流量,瞬时流量、流速、流量百分比等。
13、双向丈量系统,可测正向流量、反向流量。采取分外的生产工艺和优质材料,确保产品的性能在永劫刻内保持稳定。
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