現(xiàn)行流量計(jì)的特點(diǎn)以及選型
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1.3 電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)的原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，它是一種測(cè)量導(dǎo)電性液體的體積流量?jī)x表。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁力線，在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，利用右手定則即可確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖3所示。計(jì)算式如下：
圖3 電磁流量計(jì)原理
E——感應(yīng)電動(dòng)熱勢(shì)；
k——補(bǔ)償系數(shù)；
B——磁感應(yīng)強(qiáng)度；
D——測(cè)量管徑；
υ——液體平均流速。
（1）沒有阻流元件，不會(huì)堵塞，適用于帶有懸浮物、固體顆粒的液體和污水的測(cè)量。
（2）沒有附加壓力損失，節(jié)約能耗。
（3）儀表測(cè)量范圍大，流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。
（4）不能用于低導(dǎo)電率液體。
（5）由于內(nèi)襯材料為絕緣材料的限制，不能用于較高溫的場(chǎng)合。
1.4 均速管流量計(jì)
均速管流量計(jì)（國外稱Annbar、Torbar、Probar、Verabar、Itabar……等），是基于皮托管測(cè)速原理，以測(cè)管道中直線上幾個(gè)點(diǎn)的流速來推算流量的一種插入式流量?jī)x表，如圖4所示。它是一根沿直徑插入管道中的中空金屬桿，在影響流體流動(dòng)方向有成對(duì)的測(cè)壓孔，一般有三對(duì)，其外形似笛子。迎流面的多點(diǎn)測(cè)壓孔測(cè)量的是總壓，與全壓管相連通，引出平均全壓p1；背流面的中心處有一開孔，與靜壓管相通，引出靜壓p2。利用全壓與靜壓之差來計(jì)算流速，其計(jì)算式為：
圖4 均速管流量計(jì)原理
Qv——體積流量；
α——流量系數(shù)；
ε——可膨脹系數(shù)；
D——管道內(nèi)徑；
ρ1——被測(cè)流體密度；
Δp——差壓，Δp=p1-p2。
主要特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕。
（2）適應(yīng)范圍寬闊，可適用于多種流體（氣、液、蒸汽）。
（3）壓損小，節(jié)能效果顯著。
（4）在直管段長(zhǎng)度不足時(shí)，準(zhǔn)確度難以高于±2%～±3%，不宜作為計(jì)量?jī)x表。
（5）易于堵塞，要求流體潔凈。
1.5 平衡流量計(jì)
平衡流量計(jì)（balancedflowmeter，BFM）是一種新型的流量計(jì)，是美國國家航空航天局（NASA）下屬馬歇爾航空飛行中心（NASA-MSFC）針對(duì)航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)液氧測(cè)量而設(shè)計(jì)發(fā)明的一種新型流量計(jì)，由A+FlowTek公司生產(chǎn)，亦稱為A+K平衡流量計(jì)，如圖5所示。
圖5 平衡流量計(jì)原理
主要特點(diǎn)：
（1）測(cè)量精度高，其測(cè)量精度可達(dá)±0.5%。
（2）直管段要求低，最小可達(dá)0.5D。
（3）壓損小，節(jié)約能耗。
（4）適用范圍廣，可以測(cè)量氣體、液體、蒸汽等各種介質(zhì)。
2 關(guān)于流量計(jì)的選型
首先，必須熟悉儀表和被測(cè)介質(zhì)兩方面的情況，按照流體的特性及應(yīng)用范圍剔除不適合的方法和儀表，初步選擇測(cè)量方法和儀表。然后，按照以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析比較。
首先，根據(jù)儀表性能進(jìn)行選型，需要對(duì)精度的高低以及儀表的穩(wěn)定性等方面進(jìn)行大概的過濾。例如孔板的測(cè)量精度較差，相對(duì)來說質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量精度較高。因此在選型時(shí)需要注意，選擇精度符合工藝要求的儀表。其次，根據(jù)流體特性，選擇不同的流量計(jì)。舉例來說，孔板等差壓流量計(jì)對(duì)于黏稠液體的測(cè)量效果不佳；均速管類儀表一般測(cè)量潔凈的氣體或液體，對(duì)于介質(zhì)的潔凈程度有較高要求；電磁流量計(jì)用于測(cè)量可導(dǎo)電的介質(zhì)，但是對(duì)于介質(zhì)溫度的要求較高，不能高于180℃。然后，從安裝條件考慮，儀表處于管道的位置，前后直管段要求是否足夠，管道周圍空間大小是否便于儀表維護(hù)，管道是水平安裝還是豎直安裝等。從現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境考慮，要考慮到現(xiàn)場(chǎng)的溫度對(duì)儀表的影響，是否有電磁干擾，是否存在震動(dòng)，例如渦街流量計(jì)，這種對(duì)環(huán)境要求比較高的流量計(jì)，在周圍有干擾和震動(dòng)的場(chǎng)合就不宜使用。最后，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，比如平衡流量計(jì)，就可以做到取代孔板，減少壓損，節(jié)約能耗。在大規(guī)格的管道上應(yīng)盡量使用插入式流量計(jì)，以節(jié)約成本。
3 結(jié)語
以上介紹了一些工業(yè)控制中常用到的流量計(jì)類型以及選型方法。在工廠的實(shí)際應(yīng)用中，儀表的選型比較紛繁，應(yīng)在眾多品種中揚(yáng)長(zhǎng)避短，選擇最合適的儀表。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)已在流量計(jì)上得到應(yīng)用，不久的將來各種新型流量計(jì)將會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，也將會(huì)給工業(yè)儀表應(yīng)用帶來新的革命！
參考文獻(xiàn)
[1]黃德民.石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.
[2]樂嘉謙.儀表工手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.
[3]賈云飛，張濤，張清鵬.渦街流量計(jì)與孔板流量計(jì)壓力損失的比較研究[J].計(jì)量學(xué)報(bào)，2008，29（2）.
[4]孫延祚.流量?jī)x表的合理選型[J].工業(yè)計(jì)量，2007，17（4）.(end)
評(píng)論