平衡流量计是对传统节流装置进行了很大的改进,是有平衡整流的显著特点。传统的节流装置只有一个流通的孔径,节流后使其流体失去了理想的流体。从而可以将差压式流量计的优点发挥的很好,平衡流量计几乎适合用于所有流体的测量,它是流体测量技术的一场革命,就目前平衡流量计已经广泛应用于石油、化工、冶金、电力、水处理等行业当中。
平衡流量计它是一种革命性的差压式流量仪表,其工作原理是与其他差压式流量计一样,都是在密封管道中的能量转换原理。在理想的流体情况下管道中的流量与差压平方根成其正比,用测出差压值根据伯努利方程就可计算出管道中的流量。HL系列平衡流量传感器是一个多孔圆盘节流整流器,安装在管道截面上,每个孔的尺寸与分布都是基于特殊公式与测试数据而定制的,就是称为涵数孔。当其测量流体在穿过圆盘的函数孔时,流体将会被平衡整流,涡流被小化,形成了近似理想的流体,通过取压装置,就可以获得稳定的差压信号,是根据伯努利方程来计算出体积流量、质量流量。
平衡流量传感器是有对称多孔结构特点,能够对流场进行平衡,降低了涡流、振动与信号噪声,流场稳定性会大大的提高,使线性度比孔板提升了5-10倍,重复性有所提高,从其综合性能来看,平衡流量计是属于流量计行列。平衡流量计因为流场稳定,而且压力恢复比孔板快两倍,大大的缩短了对直管段要求其前后直管段一般都是为前3D后1D,小可以小于0.5D,从而就省去了大量的直管段,尤其是特殊昂贵的材料管道。多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力与涡流形成,从而大大降低了滞留死区的形成,更是保证了脏污介质能顺利通过多个孔,减小了流体孔所堵塞的问题。
污水流量计被广泛应用于化工、石油、冶金、化学纤维等工业生产各部门中。对仪表前后直管段要求不高,对液体纵向速度分量敏感,对环流不敏感,所以电磁流量计前面的直管段长度比其他流量计都短。所以,应用很广泛。对于其安装技术条件,做如下陈述。 1、污水流量计必须符合国家环境保护总局颁布的污水流量计技术要求。在国家正式颁布污水流量计系列化、标准化技术要求之前,污水流量计必须经清水测评和废水现场考评合格。 2、为了测定废水流量或流速,必须对废水排口进行规范化整治。 3、测流时段内测得流量应与水量衡算结果误差不得大于10%。 4、流量测量装置应具有足够的测量精度,应选用测定范围内的测量装置进行测量,测量流量时不应受污水杂物的影响。 5、因工业废水成分复杂,其中的强酸或强碱性物质对流量计或堰板有一定腐蚀作用,悬浮物对流量测量也会产生影响,为此必须加强流量计量装置的维护和保养。 6、流量计必须定期校正。
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表,目的是解决一些测量困难的问题。超声波流量计,集计算机和传感器技术于一身,将声学的研究成果与现代电子技术结合在一起,可以用于多种液体的测量。
噪声的来源分析
在超声波流量计测量系统中,构成噪声源物质的类型很多。如:
(1)流量计安装环境中可能存在的较大的电场和磁场干扰;
(2)靠近水泵安装时的水泵带来的接近于超声波信号的噪音;
(3)操作人员随身携带的通信系统;
(4)电源中的高次谐波;
(5)电路板上高频晶体振荡器所带来的噪声干扰。对于从外界来的噪声干扰源,主要采用降低电路对噪声的敏感度、减少噪声拾取、切断噪声耦合路径的办法解决,而对于来自于系统内部,如电路板上的噪声源,则采取信号地、数字地分离、多点接地、合理布线的方法解决。
典型的噪声路径框图如图1所示。可以看出,一个噪声问题的产生必须具备三个要素,首先,必须有噪声源;其次,必须有对噪声敏感的接收器;第三,必须有一个将噪声从源头传送到接收器的耦合路径。因而要解决噪声问题就必须从这三个方面着手解决。
超声波流量计改良措施
1、滤波
因为超声波信号的频率大致为1Mhz,由运放和电容等器件构成的有源滤波器的带宽较小,最大在几百千赫兹,在这个频率附近不易采用,而若采用专用集成的滤波电路造价又偏高,因此这里采用了简单易行的由电感和电容组成的LC 滤波器。
由L和C组成并联谐振,将谐振频率设在1.5MHz,由L1、C1 以及 L2、C2组成串联谐振,整个形成T型网路,实现了带通滤波。
除了设计信号处理中的滤波电路外,对所有进出屏蔽盒的导线都实施了滤波措施。在导线穿透屏蔽体的地方,使用了馈通电容,并且在导线和电路端的地之间又连接了一个短引脚的云母电容。
2、 屏蔽
在本次设计中采用了以铝为材料的壳体,对处于内部的仪器形成电场和磁场的保护层。众所周知,理想的屏蔽体应是一个封闭的、连续的导电壳体,没有开孔和接缝。然而实际使用中却因为要布线,很难达到真正的屏蔽。通过对屏蔽的不连续性对磁场感应电流影响的分析,这里没有采用矩形缝隙走线,而采用了在屏蔽盒多个面上开小孔的策略,并且使进出屏蔽体的导线的屏蔽层都360°连接到屏蔽盒上。这样做的好处是直接改善了系统对于电场和磁场的忍耐能力,增强了性能。
3、平衡电路
平衡电路是用于产生相同和相反信号的电路,将这些信号送入两个导线;电路的平衡特性越好,信号的散射就越小;它的噪声抑制特性也越好。
平衡电路抵消干扰信号的能力,是建立在信号波形和幅值严格对称,同、反相端电路增益严格一致的基础上的,理论上,理想的平衡放大器对感应噪声具有无穷大的抑制比,可以将干扰信号完全抵消,但在实际应用中,平衡电路由于增益误差等原因,抗干扰能力不可能达到理想值,甚至会产生一些新的失真和噪音。但即使这样,相对于单端电路只能采用加强屏蔽和进行电源滤波来降低干扰来讲,平衡电路仍不失为一种主动式、积极有效的抗干扰措施,在恶劣电磁环境、长距离传输时优势非常明显。