X
你好,欢迎来到仪多多。请登录 免费注册
仪器交易网
0我的购物车 >
购物车中还没有商品,赶紧选购吧!

大管道气体流量检测仪表 检测仪技术指标

时间:2020-07-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
工程中口径大于 300mm 的管道普遍采用取样原理、插入安装
方式,仅测取管道中一点或多点的流速来推算流量的插入式流量计,这类仪表的共同特点是:结构简单、安装维修方便、价格低廉、重复性好,是工控系统中检测大管道气体流量性价比较高的仪表,一般精确度不高,不宜用于需要准确计量的贸易结算。因其原理均为取样性质,所以首先要了解管道内的流速分布,这样才能正确选定检测点的位置及数量。

一 工业管流

1. 千变万化的管内流速分布

管道中安装的形形色色的管配件(如阀门、弯头、歧管、变径管、过滤器等),由于它们的形式及组合方式极多,所引起的管内流速分布也千变万化,难以估计。而绝大多数流量仪表的精确度都与流速分布有关,它的校验所处的流场应与实用条件的流场一致,校验的系数才有意义。这个流场被公认为充分发展紊流,只要管道具有较长的直管段就可以得到。

2. 充分发展紊流

因实际流体均有粘性,在流动过程中会带动或制约相邻层面的流体,这种作用经过约30D(D 为管内径)直管段长度,其流速分布将不再变化,如雷诺数Re<2000 为层流;Re>4000为紊流。工业中多为紊流,即充分发展紊流。

近百年来不少科学家对充分发展紊流进行了大量地测试与描述。其中以Nikaradse 的光滑管充分发展紊流公式较为简单,它近似地表达为:

式中,Vi—任一点流速;Vm—中心最大流速;y—流速点距主管壁的距离;R—
管道半径;n—为指数,与Re 有关。

通过式(1)可推导出光滑管充分发展紊流的平均流速点

由式(2)可知,圆管内的平均流速点取决于3 个因素:直管段长度;雷诺数Re;粗糙度ε。

因此,它的位置并非固定不变,这不像有些厂商所宣传,仅测管道一点的流速即可达到±1.0%的流量精确度,按ISO7145 评估,在满足上述三个条件下其精确度也只能达到±3%如果直管段较短,流量精确度甚至不足±(5~10)%。

3. 流动调整器

要准确地测量流量,须具有较长直管段长度,而实际现场往往无法满足。为此,国际标准化组织曾多次推荐采用10 余种类型的流动调整器,但笔者认为这并非上策,因为:(1)增加成本,一台流动调整器的价格不亚于一台流量计;(2)需经常清洗,加大维修量;(3)效果好的流动调整器永久压损大,增加运行成本;(4)易于堵塞,即使部分堵塞也改变了流速分布,无法提高精确度。

二 插入式气体流量检测仪表

在我国倡导建设节约型社会的前提下,本文所介绍的大管道气体流量检测仪表排除了压损大运行费过高的节流装置,和价格过高的气体超声波流量计,仅限于介绍性价比较高,以取样原理的插入式流量仪表,按其取点方式可分为3 大类。

1. 测点速

凡可测流速的仪表插入管道均可成为流量计。较为通用的有以下几种:

(1)双文丘里管

早 于 40 年前,美国Taylar 公司已有产品推向市场,称皮托一文丘里管(Pitot Venturi Tube)(见图1)。国内不少火电厂曾仿制应用于风量测量称“小喇叭管”。近10 多年,国内厂商按此原理推出产品,称为双文丘里管,区别仅是前者高压取自支持杆,而后者取自管壁,在同样流量下,后者输出差压将略小于前者。其原理特点是利用外文丘里管喉部加速产生低压P2,而将内文丘里管的尾部置于外文丘里管的喉部低压区,促使内文丘里管的喉部产生更低的低压P2’,因而在同样的流量下可获得更大的输出差压,较适用于大管道的低流速气体流量测量,由于它仅测一点流速,管道中流速分布对其影响很大,因而精确度较低。目前市场上还有一种三文丘里管,它在双文丘里管内再安装一个文丘管,企图获得更大的差压,当尺寸较小时,附面层的作用将呈现出来,制约了这种加速降压效果,且带来了结构复杂、系数不稳定的负面影响,不宜倡导。

(2)热式

利用传热原理,以热电阻为敏感元件,当流速高时将带走更多的热量,降低了热电阻温度,改变了电阻值,通过电阻值的变化了解流速大小及流量值。其最大特点是可测低于5m/s的流速。传热与流体质量有关,因此所测质量流量,不足是气体温度一般要低于200℃,响应时间在1s 以上,流体成分影响测量,精确度较低。

(3)其他

皮托管、插入式涡街、涡轮,均可用于测流量。皮托管可用于工业现场校验,很少作为工业仪表;插入式涡街在低速及管道有振动时,工作不可靠;插入式涡轮由于有转动件维修量大。这些仪表近年来市场占有量都呈较大的下降趋势。

有些厂商称这类仪表在风洞中标定过,但那仅是标定流速不是流量,流量精确度不太可能达到他们宣传的±1%。

2. 测线速

以测管道中分布在一条线上的多点流速来推算流量,较上述测单点的准确。安装稳定、可靠。在工控系统中检测大管道气体流量,常为仪表,较典型的为均速管流量计。

(1)差压式均速管流量计

以皮托管测速原理为基础,当直管道足够长时管内流速分布为充分发展紊流,等速线为同心圆,因此有可能仅测直径上几点流速即可反映整个截面的流速分布。一般在检测杆迎流向有数对总压检测孔,所测总压平均后也传至变送器,其输出差压的平方根与流量成正比。30 多年来已成为大管道气体流量检测的仪表,其改进多限于检测杆的形状、测点数量。现分述如下:

(a)圆形:上世纪60 年代末期,由美国DSI(Dieterich Standard Inc)公司推出,因“阻力危机”现象,早于20 多年前被淘汰。

(b)菱型-Ⅰ型:1978 年由DSI 公司推出,解决了“阻力危机”带来的流量系数不稳定的问题,但是背压通过一个内径约3mm 的细管引至变送器,使用中发现背压孔易于堵塞的缺点。

(c)托巴管:这种结构曾在西欧风行一时,检测杆基本上仍采用圆形,仅在中部背压孔附近一段铣为六角形,促使流体分离点固定以解决阻力危机问题,它不仅存在菱形-Ⅰ型背压孔易堵问题,而且由于在一个检测杆存在两个不同的截面形状,流体压力分布不同还会引起横向流动。

(d)机翼、椭圆型:设计这两种截面形状的目的都是为了减少迎风阻力,其实无论那种均速管永久压损都仅只有几十帕,可以忽略不计。这类截面形状都使其输出差压减少。

(e)菱形-Ⅱ组合式:1984 年由DSI 公司推出,它由一个菱形,两个三角形型材组合而成,迎流向有3~5 对总压孔,背流向对应有3~5 对静压孔,以适应当Re 变化时,流速分布在靠壁面变化较大的情况。这种结构因型材公差较大,当温度变化时,过盈易泄漏;太紧初始应力过大削弱了强度,现已逐渐淘汰。

(f)菱形-Ⅱ一体式:90 年代初相继由德国IA 公司及Systec 公司推出分别称为Itabar 及Deltaflow,结构特点是用中隔板将高低压分隔为两个空腔;当强度要求较高时也可在实心棒材钻两个深孔,组成两个压力空腔,采用的材料多达10 余种,因而可承受更恶劣的工况,温度高达1200℃,压力限可达69MPa,也可用于强腐蚀介质,我国已可生产,价格较国外产品低廉不少。

(g)弹头型:1992 年由美国Veris 公司研制推出称Verabar(威力巴)。主要特点检测杆截面形状为弹头型,头部作了粗糙处理(粗糙度x/ks~200),但在检测杆表面形成紊流附面层从而推高精确度,其影响不到千分之一。而由于静压取自两侧,输出差压较其他均速管小30~50%,难以应用于低流速低密度场合,此外由于取压孔较小,当流体含有粉尘、油污、凝折物、纤维等时,易于堵塞。

(h)T 型:2001 年由DSI 公司推出,称Annubar-485,检测杆横截面为T 型,正对流向有两排密集约2mm 的小孔(或直接用细缝代替)。厂家宣称由于总压取压孔几乎占整个直径的85%,因而可以获取更多的流速分布信息,精确度可达到?.75%,这种构思上世纪80 年代即有专利介绍,并未进入实用,如果直管段长度不足,不能获得充分发展紊流,仅测直径上多点流速并不能反映整个管道的流速分布;如果达到了充分发展紊流,也只需测几点流速即可较充分反映,无需用这么多测点。

(2)热式均速管流量计

原理与上节测单点热式相同,只是在结构上为多点,反映管道内多点的流速分布,以此推算流量。

比较上述两种均速管流量计,热式优点在于灵敏度高,可测低速低温流体流量,而且直接反映的是流速;而差压式所测总压在检测杆内平均后,由于流动复杂,混合后传出的总压未必是平均流速的总压,所以必须通过校验用流量系数来修正。可以预计热式均速管流量计如能改进提高其精确度,减小响应时间,将会有较大的发展潜力。

3. 测截面多点流速

(1)机翼型流量计:是经典文丘里管的改进型式,缩短了长度,仍较笨重。

(2)风量装置: 在管道截面中插入了多根检测管,检测管正对流向钻有多个总压孔,侧面钻多个静压孔,有较多的测点反映截面的流速分布,虽较机翼型轻巧,但不够准确。

(3)热式均速管流量计:在管道中插入多根热式均速管流量计,更全面反映管内的流速分布,但每个热电阻所反映的流速特性未必相同,校验修正还有待改进。

(4)均速环流量计(图2):它是针对均速管流量计应用30 余年存在的输出差压小、精确度低,忽视管内径对精确度的影响等缺点推出的一项专利产品。它由双文丘里管测低压,提高了输出差压,用多根均速管充分反映了管内的流速分布等一系列措施,改善均速管的技术特性,正引起国内外厂商及用户的关注。

三 影响精确度的因素

插入式流量计的流量计算公式

式中,A—管内截面积;K—流量系数;Δp—输出差压;ρ—流体密度;

其中,K=αβγkv

kv 为测量头的流速系数,它可以用风洞标定,但除此之外还有αβγ,用风洞标定无法确定。

(1)流速分布系数α,在充分发展紊流条件下,如光滑管平均流速点的位置应为0.242R,但测量头的位置并不一定处于这点上,如处于中心,则必需进行修正。α并非常数,它还取决于粗糙度e 及Re 数:

如 e=0.001,当Re 从2×104~3×105 时,α的变化为2.8%;

当 Re=3×105 而e=0.001~0.002 时,α的变化为1.4%。

(2)阻塞系数β,插入式流量计必需具有测量头、插入杆等,它将阻塞管内的流动使通道变窄,流速加快,并干扰流速分布。

式中,d—测量头外径;h—插入杆伸入深度;B—插入杆横截面宽度;D—管道内径。

当 S<0.02 时,阻塞很小可忽略不计,b≈1;

当 0.02
当 S>0.06 时,β值需实流标定。

(3)干扰系数γ,在直管段不足流量计处于非充分发展紊流时,必需用γ对流量系数进行修正。由于大管道在现场往往不具备有较长的直管段,无法得到充分发展紊流,流速分布千变万化,很难建立足够有效的数据库可以引用,只有采用速度面积法进行现场校验。

(4)从以上分析可知,测点速的插入式流量计αβ都可以基本做到心中有数,而最困难的是干扰系数γ。

测线速的均速管流量计,由于它是测多点流速,可以反映充分发展紊流的流速分布,所以不存在流速分布系数α的问题;只要仪表定型横截面宽度也就确定了,阻塞系数β也较容易解决,较困难的仍是干扰系数γ。

测截面的均速环流量计,在非充分发展紊流情况下,由于它可以反映截面上各种流速分布情况,干扰系数γ对其精确度的影响相对就小多了,但这个专利还仅是一种设想,是否实用应有充分的试验数据,才更有说明力。

四 小结

(1)测量大管道气体流量目前对工程界仍是一个较困惑的问题,除本文介绍的插入式外,还有超声、弯管流量计等。从工控系统来说,测线速(或面速)插入式仪表性价比较高,但不宜用于准确计量、贸易结算。

(2)流量仪表大多面临一个校验问题,有人提出在风洞中校验;也有人提出应在充分发展紊流中校验。问题是大管道现场能否提供以上这两种流场?如无法提供,校验是否有意义?又应如何解决这个问题,笔者将另文阐述。

硬度测试仪是用于测量涂料的表面硬度的仪器。硬度计分为台式硬度计、便携式硬度计两种,台式硬度计主要用于实验室使用,具有精度的优点,便携式硬度计试用于已安装的机械或组装部件、携带方便。便携式硬度计集里氏、布氏、洛氏等便携式硬度计,能实现7种硬度值的自由转换,去除了以往硬度计需要人工查找硬度表进行烦索程序,实现了真正意义上的智能化、便携化的。
使用注意
硬度测试仪用于测量涂料的表面硬度。在使用时需要注意以下事项:

压头的影响:布氏硬度的压头直径增加,其硬度值减小,反之亦然如果所用小是钢质的,在施加载荷时本身也将发生弹胜和塑性形变,其对低硬度值误差影响较大因此的压头直径条件下进行测量。

试验载荷力的影响:如果试验载荷力增加,其测量的硬度就会降低,反之,硬度值就布氏硬度随着载荷力的变化而变化。布氏硬度试验的符合取决于祛码的准确度,施加载荷装置的精确性和施加载荷力的正确性实践表明,硬度值的相对误差与载荷的相对误差相关联。所以要硬度值的测量精度,就要减小负荷误差操作人员按照布氏硬度的基本原理进行操作,并且定期检查和校准布氏硬度计,在布氏硬度测试的件下进行测试。

样品的温度变化影响:温度的变化会引起材料组织结构的变化,而布氏硬度的测试受材料的组织结构影响很大因此当样品的温度时,布氏硬度值就会降低,反之,布氏硬度值就会所以,样品的温度和实验室的温度保持而在现实的测试工作中,小可能将现场环境温度和样品温度都控制在所需要的试验温度条件范围,规定来测量材料表面的布氏硬度其次,测量人员在测量样品的硬度值之前,测量环境温度,值时,就对所测量的硬度值进行温度修正,以降低误差。

压痕直径测量小雕确的影响:根据布氏硬度的计算公式可知,压痕测量误差对硬度值的误差影响很大,所以压痕测量的误差是误差的主要来源如果压痕直径测量值偏大,计算得出的硬度值将偏小,反之,硬度值将确值偏根据公式推导,可以得出硬度值的相对误差为压痕测量相对误差的2倍n为了减小误差,保证测量压痕直径的显微镜的精确度,其次在条件允许时,应选用大的载荷力来进行测量。因为痕直径越大,相对误差就越小

样品质量的影响:样品的表面粗糙度、曲率和厚度都将对测量误差发生影响。因为表面粗糙度对测量的压痕尺寸影响般而言,表面越粗糙,测定的硬度值就会偏低样品的厚度如果小够也会导致测量的硬度值偏低。这时就需要对测量值进行修正。


  我们知道地球大气层上有一层臭氧层,科学家们已经发现臭氧层能吸收紫外线,研究表明臭氧仅对波长253.7nm的紫外线具有大吸收系数,在此波长下紫外线通过臭氧会产生衰减,符合兰波特--比尔定律。该方法已被美国等国家作为臭氧标准分析方法。该臭氧检测仪就是采用紫外线吸收法的原理,用稳定的紫外灯光源产生紫外线,用光波过滤器过滤掉其它波长紫外光,只允许波长253.7nm通过。经过样品光电传感器,再经过臭氧吸收池后,到达采样光电传感器。通过样品光电传感器和采样光电传感器电信号比较,再经过数学模型的计算,就能得出臭氧浓度大小。
 
  臭氧检测仪就是采用紫外线吸收法的原理,用稳定的紫外灯光源产生紫外线,用光波过滤器过滤掉其它波长紫外光,只允许波长253.7nm通过。经过样品光电传感器,再经过臭氧吸收池后,到达采样光电传感器。通过样品光电传感器和采样光电传感器电信号比较,再经过数学模型的计算,就能得出臭氧浓度大小。
 
  臭氧检测仪主要是用于臭氧制备车间(臭氧发生器、臭氧厂房等)、化工、石油、造纸、纺织、制药和香精香料工业、水处理、食品医药灭菌车间等场合 。
 
上海纳进环保科技有限公司Monitor 4X便携式高精度臭氧检测仪产品特点:
 
  1、外观精美,携带方便,测量,坚固耐用,本安型电路设计、安全可靠
 
  2、国外一线大厂提供的原装进口臭氧传感器,精度高,稳定性强,误差率小,直线性好
 
  3、PPM与mg/m3单位自由切换
 
  4、大尺寸超高清液晶彩屏,320X240分辨率,呈现各项检测指标
 
  5、 24位数据采集芯片+32位纳米级微处理器,性能更强劲,反应速度更快
 
  6、中英文操作界面可选,适用于所有人群使用;
 
  7、内置德国THOMAS微型真空泵,噪音低,寿命长,气流稳定、持久
 
  8、全量程温湿度补偿和数据修正,测量精度可媲美国外原装进口气体检测仪
 
  9、自行设置高、低段报警值、调零、泵及声音的开关等功能;
 
  10、多重保护:吸气泵防堵赛保护、防过载冲击、防过电压、防静电及磁场干扰
 
  11、双重数据恢复、安全无忧:智能一键复位+恢复出厂设置;
 
  12、2800mA大容量锂电池,可连续20小时正常工作;
 



上一篇:光谱分析仪的基本原理 分析仪技...

下一篇:冷热冲击试验箱技术参数

  • 手机多多
  • 官方微信订阅号
商品已成功加入购物车!