超声波流量计工作原理
无论是差压式、靶式、涡轮、电磁或容积等型式,从原理上看都足测量容积流量的。由于流体的容积大小受其温度、压力等参数的影响,当被测流体的温度、压力坐化时,应把所测量的容积流量换算成标准状态或某一约定状态下的相应值。但事实上当温度、压力频繁变动时,进行及时的换算是很困难的,有时是不可能的。 因此,希望用质量流量计来测量质量流量。另外、在实际生产中,由于要对产品进行质量控制、对生产过程中各种物料混合比率进行测定、成本核算以及对生产过程进行自动调节等,也必须了解质量流量。随着工业生产技术的发展和自动化水平的提高,例如实现大型发电机组的全程自启停、对核电站气、液二相流的规定,以及对电厂热力经济性进行更准确的评价等,都使得质量流量测量技术日益重要.
质量流量计分间接式〔推导式〕和直接式两类。根据式(10 -1)测量质量流量的仪表,必须先测量积流量再乘被测流体的密度,通过密度计和乘法器实现,这种仪表称为间接式质量流量计或推导式质量流量计。日前, 密度计由于结构和元件特性的限制,在高温、高压下尚不能运用.只能采用固定的密度数值乘容积流量。众所周知,介质密度随着压力、温度的变化而异,在变动工况下采用固定的密度值将带来较大的质量流量测量误差,故必须进行参数补偿,据此发展了温度、压力补偿式流量计。检测出被测流体的温度、压力,然后按一定的数学模型自动换算出相应的密度值, 得到密度值与容积流量值的乘积便可实现质量流量测量,故称为温度、压力补偿式质量流量计。温度、压力补偿式质量流量计是当前工业上普遍应用的一种推导式质量流量计的特殊形式。
直接式质量流量汁,是由检测元件直接反映质量流量的仪表,目前巳利用不同原理开发出多种类型,如动量及动量矩式、惯性力式、科里奥利力式、差压式、振动式、热式等。每一种型式又有多种结构,例如差压式有: 乌格努斯质量流量计、振动皮托管质量流量计、粉体桥式质量流星计,流体涌出形质量流量计等.振动式有:悬臂振动及旋转振动型质量流量计、表面进行波型质量流量计等. 型式繁多难以一 一叙述。现仅就常见的应用较多的型式进行简述,对有代表性的结构作重点介绍。
目前常见的直接式质量流量计有双涡轮质量流量计、动量矩式质量流量计、惯性力式质景流量计、科里奥利式质量流量计以及热式质量流量计等。
双涡轮质量流量计的结构原理是,两个由弹簧连接的涡轮,受流体本身的流动能量冲击而旋转,因两涡轮叶后螺旋倾角不同而造成力矩差,该力矩差由连接弹簧所平衡,并使两涡轮间形成扭角,扭角的大小与质量流量成比例,测量因扭角造成的信号时间差,可得质量流量。这种结构的优点是检测元件利用内能源工作, 不需外加能量,结构简单,但对弹性元件的性能要求较高,且需在设计上考虑消除流体受个涡轮扰动后对第二个涡轮的影响,以及在流体扰动影响下两个涡轮之间可能发生的扭曲振动。
动量矩式和惯性力式质量流量计是根据牛顿第二定律的原理制作的,从力学角度来说,质量是物体惯性的量度。物体受外力作用,运动状态发生变化,其变化量的大小与质量有关. 测量运动状态对时间的变化率; 即可测得质量流量,据此可以创造多种结构的质设流量计. 动量矩式质量流量汁是用流体动量矩的变化反映质量流量的. 其典型结构是在仪表壳内存一个主动轮和一个从动伦,分别装在短轴上,电动机以恒定角速度 驱动主动轮. 设流体的等效旋转半径为l ,则流体的平均流速 。若流体的质量为m,则动量矩J=m = 。由于从动轮被弹簧限制,不能旋转,所以测出弹簧的制动力短即可反映动量矩。此动量矩对时间的变化率 . 因 系定值, 故测量 即可反映质量流量M=。而惯性方式质量流量计一般是利用被则流体流经以等速转功的可动测量管件时,得到一个附加加速度,从而可动管件管壁受到流体给的与加速度反方向的惯性力,此惯性力与质量流量成比例, 由测量惯性力或惯性力矩可测得质量流量。与双涡轮质量流量计相比较,动量矩和惯性力式质量流量计都需要外能源才能工作。
1、安装前应将流量计中起运输保护作用的顶衬物取出。并检查锥管有无破损,浮子能否自由上下移动,确定正常后方可安装。
2、玻璃管转子流量计在使用安装前,应先检查技术参数如:测量范围,精确度等级,额定工作压力,温度等参数是否符合使用要求。
3、新装的管路应冲洗干净。
4、使玻璃管转子流量计的最小分度值处于下方,垂直安装在无振动的管道上,转子流量计的中心线与铅垂线的夹角应不超过5度。大口径流量计由于较重,为避免管道弯曲,必要时可采取加固支承等措施。
5、安装时需避免玻璃管转子流量计受过大的外力伤害,如压扭等力。
6、必要时根据使用中不同的工况,在转子流量计的上游安装过滤器,卡塞转子流量计,以防杂质玷污。
7、若流体不稳定有脉动流,为保证转子流量计的良好测量可安装缓冲器,以消除脉动流。
8、转子流量计在使用时,应先缓慢旋开流量计上游管道上的控制阀门,然后用调节阀调节流量,以免突然开启造成浮子急速上升击损锥管。
9、要想得到精确的测量精度,建议被测流体的常用流量应在转子流量计分度流量的60%以上可以。
涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力丢失小,量程计划大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。 常见问题疑问: 主要有:①指示长时间不准;②一向无指示;③指示大计划不坚定,无法读数;④指示不回零;⑤小流量时无指示;⑧大流量时指示还可以,小流量时指示不准;⑦流量改动时指示改动跟不上;⑧表面K系数无法判定,多处资料均纷歧同。 解决方法涉及到以下方面: 1、选型方面的疑问。有些涡街传感器在口径选型上或许在计划选型往后由于技能条件改变,使得选择大了-个规范,实习选型应选择尽也许小的口径,以前进测量精度,这方面的原因主要同疑问①、③、⑥有关。比如,一条涡街管线计划上供几个设备运用,由于技能有些设备有时候不运用,构成如今实习运用流量减小,实习运用构成原计划选型口径过大,相当于前进了可测的流量下限,技能管道小流量时指示无法保证,流量大时还可以运用,由于假设要从头改造有时候难度太大。技能条件的改变仅仅暂时的。可联络参数的从头整定以前进指示准确度。 2、设备方面的疑问。主要是传感器前面的直管段长度不可,影响测量精度,这方面的原因主要同疑问①有关。比如:传感器前面直管段显着短少,由于FIC203不用于计量,仅仅用于控制,故如今的精度可以运用相当于降级运用。 3、参数整定方向的原因。由于参数差错,致使表面指示有误。参数差错使得二次表面满度频率核算差错,这方面的原因主要同疑问①、③有关。满度频率相差不多的使得指示长时间不准,实习满度频率大干核算的满度频率的使得指示大计划不坚定,无法读数,而资料上参数的纷歧同性又影响了参数的毕竟判定,毕竟通过从头标定联络互相比照判定了参数,处理了这一疑问。 4、二次表面缺点。这有些缺点较多,包含:一次表面电路板有断线的当地,量程设定有单个位闪现坏,K系数设定有单个位闪现坏,使得无法判定量程设定以及K系数设定,这有些原因主要向疑问①、②有关。通过批改相应的缺点,疑问得以处理。 5、四路线路联接疑问。有些回路表面上看线路联接极好,细心检查,有的接头实习已松动构成回路间断,有的接头虽联接很紧但由于副线疑问紧固螺钉却紧固在了线皮上,也使得回路间断,这有些原因主要同疑问②有关。 处理了相应的线路疑问,存在的疑问也相应处理。 6、二次表面与后续表面的联接疑问。由于后续表面的疑问或许由于后续表面的维修,使得二次表面的mA输出回路间断,对于这类型的二次表面来说,这有些原因主要同疑问②有关。尤其是对于后续的记录仪,在记录仪长时间损坏无法批改的情况下,一定要留心短接二次表面的输出。 7、由于二次表面平轴电缆缺点构成回路一向无指示。由于长时间工作,再加上遭到尘埃的影响,构成平轴电缆缺点,通过清洗或许更换平轴电线,疑问得以处理。 8、对于疑问⑦主要是由于二次表面闪现表头线圈固定螺丝松,构成表头下沉,指针与表壳抵触大,动作不灵,通过调整表头并从头固定,疑问相应处理。 9、运用环境疑问。尤其是设备在地井中的传感器有些,由于环境湿度大,构成线路板受潮,这有些原因主要同疑问②、②有关。通过相应的技改办法,对有些环境湿度大的传感器从头作了把探头有些与改换有些分别处理,改用了分别型传感器,故善了工作环境,日前这有些表面工作出色。 10、由于现场调校欠好,或许由于调校往后的实习情况的再改变。由于现场振动噪声平衡调整以及灵敏度调整欠好。或许由于调整往后工作一段时间往后现场情况的再改变,构成指示疑问、这有些原因主要同疑问④、⑤有关。运用示波器,加上联络技能工作情况,从头调整。 11、对于疑问⑧之所以独自提出,是以于这一疑问长时间影响了疑问的分析处理,由于东方化工厂不具有K系数标定条件,K系数只能依据厂家供应的资料,由于厂家本身的一些改变,构成供应的几处资料上K系数不-致,影响了疑问处理。通过寻找条件从头标定,或许通过重复的批改比照,毕竟才判定了共同的表面参数。