1、节流装置:基于节流产生差压,测差压的平方根可知流量大小。长期以来这类仪表由于可承受恶劣的工况,且已有国际标准作依据,曾占据了流量仪表的60~70%市场,类型多达二、三十种。
①经典式:已建立国际、国内标准,以孔板、喷咀、文丘利为代表,其中孔板如表1所示,压损较大,喷咀多用于测蒸汽,压损仅次于孔板(见图1)。当管径大于0.3米时,建议不再选用,文丘利管压损虽较小,但体积庞大,耗费大量高耗能钢材,制造、运输都非易事,选用也应慎重。
②内锥:近3~5年内宣传力度很大,被认为是一种压损小、准确度高,几乎不要求直管段的仪表,其压损在不同β下(图1),仅次于孔板,比喷咀略高,并不是节能仪表;其准确度有人做过标定*1,在大管径下(D>300mm);流出系数的分散度约为5%。其主要优点是采取了环形通道,具有整流效果,因而要求直管段长度较其他节流装置小得多,在管径日益增大,现场难以满足流量仪表所需的直管段长度,还是一个应肯定的突出优点。
③低压损管(lo-loss)相关资料公布已三十年,类似缩短了的文丘利管,主要特点是永久压损小。
④梭式*2:取内锥、低压损管二者之所长,具有环形通道可缩短前直管段长度的优点;又具有lo-loss管节流后压力恢复的功能,为专利产品。
2、插入式:结构简单,安装方便,价廉,且可不断流装折,但准确度较低,仅适用于大管道流量检测,在能源监测中可用于准确度要求不高的场合。
①测点速:通过测管道中一点的流速推算流量的仪表,如双文丘利管;插入式涡街、涡轮、电磁,皮托管。据ISO7145评估,准确度为±3%,如直管段不足30D,准确度将低于±5%*3。
最近在市场上推出一种类似变形皮托管的测管,最大优点是不易堵塞,在管道上方安放三支,每支需用一个差压变送器,价格较贵。据称按ISO3966设计,但并未达到该标准所要求在横截面上安排20个测点的要求。有关文章对其做了误差分析*4,并未考虑到速度分布不理想时,影响准确度最大的干扰系数γ*5。因此,测量误差将会超出±3%。
②测径向多点流速:典型的仪表为均速管,由于测点多,准确度可优于测点速的插入式流量计。通常仅测横截面直径方向上的多点流速,在需提高准确度时,也可插互成900的二支均速管,则更符合ISO3966的测点要求。
3、无阻力件流量仪表。这类仪表的特点是机械结构简单,管道内无任何阻力件,压损小、准确高,是较为有发展潜力的流量仪表,如超声、科氏、电磁、近五年市场年增长率分别达到10.4%、6.9%、2.4%。
①电磁:在流量仪表市场中虽居首位,但仅可测电导率大于10-5S/cm的流体,不能测油品及天然气等能源,只能测载能工质水。
②科氏:管内虽无阻力件,但要求流体在仪表中流向转1800,因此压损较大,准确度可高达±0.5%以上,管径目前均小于0.25米,可用于贸易核算要求精确计量的场合。
③超声:可用于多种流体,准确度可高达±0.5%,压损小,量程比大,国内外已制定相关标准,是较为理想的能源监测仪表。目前除价格较贵影响选用外,据用户反映,在现场应用中、抗噪声性能还有待进一步改善。
流量仪表出现故障时,首先检查现场的导压管及阀门等管路附件,有无堵塞、泄漏现象,然后再检查变送器,如果现场仪表都正常,则为显示仪表有故障。
流量显示值变为最大时,对流量控制系统,可手动操作调节阀,看流量能否降下来,如果流量仍然降不下来,大多是仪表的原因,可先检查现场仪表有无故障。
流量测量、控制系统的流量显示值变为最小,除工艺原因外(如停车、停机泵、工艺管堵塞等),通常流量显示值是不应该为最小的,否则故障大多是由仪表原因造成的。
流量参数的波动较频繁时,为判断流量参数的波动原因,可将控制系统切至手动观察波动情况,如流量曲线波动仍较频繁,一般为工艺原因,如波动减小,一般是仪表原因或参数整定不当引起的。
关于智能远传型流量仪表的故障维修,首先应弄懂仪器仪表的基本原理,并掌握有关电子方面的知识和技能,而且应备好所有仪器仪表的说明书、图纸等技术资料,另外应养成一种良好的工作素质,从而在仪器仪表的维修工作中提高效率,减少失误。以下是对维修工作的九点建议:
1、使用逻辑笔、示波器检测信号的时候,特别注意不能使探针同时接触两个测量引脚,因为这种情况的实质是在加电的情况下形成短路,仪器有坏的可能。
2、用万用表欧姆档测量的时候,千万不要带电操作测量。
3、在潮湿环境下检修仪表故障时,对印刷线路用万用表测其各点是否通畅很有必要,因为这种情况下的主要故障是铜箔腐蚀。
4、检测电源中的滤波电容的时候,应该先将电解电容器的正负极短路一下,而且短路时不能用表笔线来代替导线对电容器进行放电,因为这样容易烧断芯线。可以取一只带灯头引线的220V,60~100W的灯,接于电容器的两端,在放电瞬间灯泡会闪光。
5、不要带电插拔各种控制板和插头。因为在加电情况下,插拔控制板会产生较强的感应电动势,这时瞬间反击电压很高,很容易损坏相应的控制板和插头。
6、检修仪表内部电路时,如果安装元件的接点和电路板上涂了绝缘清漆,测量各点参数时可用普通手缝针焊在万用表的表笔上,以便刺穿漆层直接测量各点,而不用大面积剥离漆层。
7、修理精密仪器仪表时,如不慎将小零件弹飞,应首先判断可能飞落的地方,切勿东找一下,西翻一下,可采取磁铁扫描和视线扫描方法进行寻找。
8、拆卸、调整仪表时,应记录原来的位置,以便复原。
9、检修时不要盲目乱敲乱碰,以免扩大故障,越修越坏。
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