热式质量流量计可分为:恒温差法流量计和恒功率法流量计。
恒功率法
(温度测量法)是以恒定功率为铂热电阻提供热量,使其加热到高于气体的温度;
流体流动带走铂热电阻表面一部分热量,流量越大,温度降越大,测量随流体流量变化的温度,可以反映气体流量。
有以下两种实现方式:
只对一只铂电阻加热,由热扩散原理测量温差。
原理:与恒温差式流量计的结构类似,在测量管路中同样加入两个金属铂电阻,一个为用于测量被测流体温度的测温电阻,另一个为用于测量被测流体速度的测速电阻。
在加热器上加上一个恒定的功率对测速铂电阻加热,流体在静止时测速铂电阻和测温铂电阻表面温度差ΔT21=TS2-TS1**,随着介质的流动,两个铂电阻表面温度差减小。
流体的流量越大,两只铂电阻的温差越小。
铂电阻连接在惠斯通电桥中,铂电阻的温度不同使铂电阻的电阻呈现不同阻值,从而使电桥不平衡,通过检测电桥的电压差来反应流体流量。
该恒功率式质量流量计存在的问题:
若流体的密度为ρ,流速为μ,加热铂电阻被流体带走的热量为Q,测温铂电阻和测速铂电阻的温度差为 △T21,则有关系式:
Q/ΔT21=k1+k2(ρμ)k3
式中对于组分一定的流体,k1、k2、k3为常数。
在横截当S的管路中,质量流量qm=ρμS。
测量过程中,测速铂电阻被电流I加热,在热平衡状态下,电流的加热功率与测速铂电阻被带走的热量处于平衡状态,即Q=I2RS2。因此质量流量qm与Q/ΔT21成一一对应的关系,可表示为:
qm=f〔I2RS2/ΔT21〕
当加热电流I不变,通过测出流体的温差ΔT21计算流体的质量流量时,忽略了测速铂电阻RS2随温度的变化,会造成误差。
(2)对两只对称的铂电阻进行加热,由热平衡原理计算温度差。
传感器的结构是把两个完全相同的铂电阻对称的固定在热源的两侧,放置在流体中。
采用一个恒流源(恒压源)对热源加热,流体流动使两个铂电阻的温度不同。
铂电阻连接在惠斯通电桥中,铂电阻的温度不同使铂电阻的电阻呈现不同阻值,从而使电桥不平衡,通过检测电桥的电压来反应流体流量。
现从传热学角度对该传感器原理作进一步的分析。假定流体为均匀分布的牛顿型流体,以一维测量为例:
热源R置于传感器基片的中心,在其两边对称地放置两个完全相同的温度检测芯片(薄膜式铂电阻)S1和S2传感器与流体之间的热交换主要通过对流进行,热源与温度检测芯片之间的热交换可通过传导和对流进行。
当流体流速为零,即当流体处于静止状态时,表面附近的流线场及主要由此产生的温度场相对于热源呈对称分布。
由于结构上的对称性,通过基片热传导进行的热交换相对于热源始终是对称的。
此时感温芯片的铂电阻温度满足TS1=TS2,即温差:ΔT21=TS2-TS1=0。
当流体流动时,流体和铂电阻之间主要为对流换热,由于局部对流换热系数的不同,基片表面附近的流线场及相应的温度场相对于中心热源的分布发生变化,导致倾向性的不对称分布。
根据热边界层理论,可知,此时上游温度检测芯片表面冷却速率高于下游芯片表面;
即铂电阻S1的换热系数大于S2是换热系数,所以TS2>TS1,温差温度差:ΔT21=TS2-TS1>0。
且ΔT21的值随流体流速的增大而增大。如果改变流体流向,ΔT21亦相应改变符号。
利用热平衡方程可以计算出因对流引起的芯片表面的温度再分布,获得温度差与流速的关系式。
液体涡轮流量计是一种常用的流量测量仪器,具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。涡轮流量计使用过程中会出现一定故障问题,用户对于故障处理方法必须要掌握。今天小编就来为大家具体介绍一下涡轮流量计常见故障及处理方法,希望可以帮助到大家。
涡轮流量计常见故障及处理方法:
一、流量波动比较大
对于流量波动比较大造成的原因可从以下几个方面考虑:
1.水源是否是脉动流
(1)一般来说用泵抽原料,如果流量安装位置离泵比较近,很容易产生脉动流,从而造成流量波动比较大,此时解决办法,增加泵和流量计之间的直管道距离,使流量稳定。
(2)流量计安装位置离阀门或弯管位置太近,当原料经过阀门或弯管部分,造成流量波动。此时应该远离阀门和弯管位置,保证一定的前后直管段
2.是否存在干扰
流量计附近有电机,变频器,强电之类的干扰源。解决办法:流量计仪表接地,或加滤波电容。如解决不了,应该远离干扰源。
二、流量计无显示流量解决办法
(1)首先检查线路是否存在问题,如信号线脱落,有断线等。
(2)将传感器和信号放大器分离,信号放大器与仪表连接,用铁质金属在取信号的放大器底部距离2~3mm距离来回划动,如仪表有显示,则说明显示部分无问题。请将流量传感器从管道卸下,检查流量计叶轮是否被缠住或叶轮出现破损现象。
三、流量计显示流量小,而实际流量比较大
一般造成这个问题的原因是叶轮旋转不滑快或叶片断裂。将流量从管道拆除,检查流量计是否被缠住或有破损现象。
四、流量计显示误差比较大
(1)首先检查流量传感器系数即K值和仪表其他参数是否设置正确
(2)客户有条件的情况下,用电子秤进行实际标定校准。
1、每月对孔板阀检查排污一次,清除孔板表面污物,目测孔板重要部位,如有划伤、蚀坑、磨损等缺陷,应予以更换,密封件如有损伤变形必须更换,孔板的排污清洗要做好记录。 2、差压值严格控制在差压变送器量程的10%-90%之间可以在30%-70%),超出范围需及时更换孔板。 3、严格执行公司巡检制度。差压变送器五阀组检查:检查五阀组高低压阀腔有无漏气,关闭根部阀打开平衡阀后检查零点有无漂移。冬季气温低每月对引压管进行放空、吹扫,防止引压管内积聚污物。 4、根据生产科的要求及时对气质组分进行更改,流量计算机的操作严格按照作业指导书操作。 5、定期校验温度变送器、差压变送器、压力变送器等相关计量仪表。