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流量儀表

我有新說法

流量儀表又称为流量計(英文:flowmeter) ,常用的流量儀表有 1. 電磁流量計; 2. 涡街流量計; ⒊ 浮子流量計 ⒋ 科氏力质量流量計; ⒌ 热式(气体)质量流量計; ⒍ 超声波流量計; ⒎ 涡轮流量計。主要應用于工业生产过程,能源计量 ,环境保护工程 交通运输, 生物技术, 科学实验, 海洋气象,江河湖泊等领域。


1簡介


liu量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的量。我国著名的都江堰水利工程應用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式量計的理论基础,这是量测量的里程碑。自那以后,18、19世纪量测量的许多类型仪表的雏形开始形成,如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、质量、涡轮 及靶式量計等。20世纪由于过程工业、能量計量、城市公用事业对量测量的需求急剧增长,才促使仪表迅速发展,微電子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代,新型量計如雨后春笋般涌现出来。至今,据称已有上百种量計投向市场,现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。
我國開展近代量測量技術的工作比較晚,早期所需的量儀表均從國外進口。
量测量是研究物质量变的科学,质量互变规律是事物联系发展的基本规律,因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体,凡需掌握量变的地方都有量测量的问题。量和压力、溫度并列为三大检测参数。对于一定的体,只要知道这三个参数就可计算其具有的能量,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,因此量和压力、溫度仪表一样得到zui广泛的應用。、

電磁liu量


2發展及應用

電磁量計是60年代随着電子技术的发展而迅速发展起来的新型量测量仪表.它根据法拉第電磁感应定律制成,用来测量导電体的体积量。由于其独特的優點,已广泛地應用于工业上各种导電液体的测量。例如,测量各种酸、碱、盐等腐蚀液体;各种易燃,易爆介质;各种工业污水,纸浆,泥浆等。

3測量原理

測量原理是基于法拉第電磁感应定律。即当导電液体过電磁量計时,导体液体中会产生与平均速V (体积量)成正比的電压,其感应電压信号通过两个与液体接触的電极检测,通过電缆传至放大器,然后转换成统一的输出信号。 基于電磁量計的測量原理,要求动的液体具有zui低限度的電导率。

4優點

①電磁量計的變送器結構簡單,沒有可動部件,也沒有任何阻礙體動的節部件,所以當體通過時不會引起任何附加的壓力損失,同時它不會引起諸如磨損,堵塞等問題,特別適用于測量帶有固體顆粒的礦漿,汙水等液固兩相體,以及各種粘性較大的漿液等.同樣,由于它結構上無運動部件,故可通過附上耐腐蝕絕緣襯裏和選擇耐腐材料制成電極,起到很好的耐腐蝕性能,使之可用于各種腐蝕性介質的測量。
②電磁量計是體積量測量儀表,在測量過程中,它不受被測介質的溫度.粘度、密度以及電導率(在一定範圍內)的影響.因此,電磁量計只需經水標定以後,就可以用來測量其它導電性液體的量,而不需要附加其它修正。
③電磁計的量程範圍極寬,電磁量計的量程比可達1:100.此外,電磁量計只與被測介質的平均流速成正比,而與軸對稱分布下的動狀態(層或紊)無關。
④電磁量計無機械慣性,反應靈敏,可以測量瞬時脈動量,而且線性好.因此,可將測置信號直接用轉換器線性地轉換成標准信號輸出,可就地指示,也可遠距離傳送。

5缺點

電磁量計雖具有上述優良特性,但它還有一些不足之處,以致在使用上受到一定限制.主要有如下幾點:
①電磁量計不能用于測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體。
②電磁量計還不能用來測量電導率很低的液體介質,被測液體介質的電導率不能低于10-5(S/cm),相當于蒸餾水的電導率.對石油制品或者有機溶劑等還無能爲力。
③由于測量管絕緣襯裏材料受溫度的限制,工業電磁量計還不能測量高溫高壓體。
④電磁量計受速分布影響,在軸對稱分布的條件下,量信號與平均速成正比.所以,電磁量計前後也必須有一定長度的前後直管段。
⑤電磁量計易受外界電磁幹擾的影響。

6應用


是一種廣泛用于溫度測量的簡單元件。它由兩種異質金屬的連接結組成。這些金屬在一端相連,形成測量結,也稱爲熱結。熱電偶的另一端連接到與測量電子裝置相連的金屬線。這種連接形成了第二個結——基准結,也稱爲冷結。爲了得出測量結的溫度(TMJ),用戶必須知道熱電偶所産生的差分電壓。用戶還必須知道基准結溫(TRJ)所産生的誤差電壓。補償基准結溫誤差電壓稱爲冷結補償。爲使輸出電壓精確地代表熱結測量結果,電子裝置必須補償基准(冷)結溫的任何變化。
量儀表采用單個5V電源供電。AD8495的輸出電壓針對5mV/°C校准。采用5V單電源時,輸出在大約75mV和4.75V之間保持線性,對應于15°C至950°C的溫度範圍。AD8495的輸出驅動AD8476單位增益差分放大器的同相輸入端,該放大器則將單端輸入轉換爲差分輸出,用于驅動AD779016位Σ-Δ型ADC。
量儀表之前的低通差分和共模濾波器可消除RF信號,如果任由其到達AD8495,它可能會被整,表現爲溫度波動。兩個100Ω電阻和一個1μF電容構成一個截止頻率爲800Hz的差分濾波器。兩個0.01nF電容構成一個截止頻率爲160kHz的共模濾波器。AD8476差分放大器的輸出端在信號施加于AD7790ADC之前使用了一個類似的濾波器。
量仪表不受zui高超出对侧供電轨25V的输入電压偏移的影响。例如,在该電路中,正供電轨为5V而负供電轨接地时,器件可以安全地承受-20V至+25V的输入電压。基准引脚和检测引脚处的電压不得超出供電轨0.3V以上。此特性对存在電源时序控制问题的應用特别重要,这类问题可导致信号源在施加放大器電源之前活动。

7通用技能


量儀表已然構成對丈量設備及檢測體系的噪聲煩擾需求“三要素”,因而消除和削弱噪聲煩擾的辦法亦應對准三項要素選用辦法,即:1.阻截煩擾傳遞辦法;2.消除或克制噪聲源;3.削弱承受電路對噪聲煩擾的活絡性。
以上三方面辦法均歸于硬件辦法。跟著微型計算機運用于工業出産,智能傳感器和智能儀器儀表的廣泛運用,在軟件方面,像數字濾波、數字處置等更多的克制煩擾的辦法和辦法得以運用,儀器儀表測控體系安全水平大大提高。以上幾種辦法一般選用阻隔、屏蔽、克制、接地維護、軟件技能完畢,下面臨這幾種技能——分析。
来自传输的烦扰首要有两种办法:一是经过传感器供電電源或共用信号仪器仪表的供電電源即配電器串入的電网烦扰;二是信号线受空间電磁辐射感应的烦扰,严重时会招致元件损坏,逻辑犯错和大的体系缺點。
來自接地體系的煩擾首要是接地體系失調:測控體系的屏蔽接地線及機殼接地線、信號接地線、功率地線、交電源地線等招致的噪聲耦合煩擾。屏蔽和克制是用金屬導體把被屏蔽的元件、組合件、電路及信號線包圍起來,首要用于克制電流性噪聲藕合,起到必定的磁屏蔽效果。另外用雙絞線替代兩根平行線是克制磁場煩擾的一種卓有成效的辦法。
量儀表及操控體系的牢靠性直接影響到現代化工業出産設備安全、安穩作業,體系的抗煩擾才調是關系到整個體系牢靠作業的要害。在丈量過程中,這些煩擾若不能很好地處置,那它將誤解丈量效果,嚴肅時乃至使儀器儀表或計算機徹底不能作業。

liu量計


玻璃liu量計

产品簡介:
玻璃转子量計主要用于化工、石油、轻工、医药、化肥、化纤、食品、染料、环保及科学研究等各个部门中,用来测量单相非脉动(液体或气体)体的量。
耐腐蚀型量計主要用于有腐蚀性液体、气体介质量的检测,例如强酸、强碱、氧化剂、强氧化性酸、有机溶剂和其它具有腐蚀性气体或液体介质的量检测。
LZB型的測量錐管使用光滑錐形玻璃管,LZJ型使用帶筋錐形玻璃管。

靶式liu量計

靶式量計是差压量計的一个品种,它在工业上的开发應用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代开发電动、气动靶式量变送器它是電动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构,这种量計使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺陷,如零位易漂移,测量精确度低,杠杆机构可靠性差等。由于力平衡机构性能不佳的拖累,靶式量計本身的许多優點亦未能得到有效的发挥,至今用户对旧靶式流量計的不良印象仍未消除。
新型靶式量計的力转换器采用应变式力转换器,它完全消除了上述力平衡机构的缺點,新型靶式量計还把微電子技术和计算机技术應用到信号转换器和显示部分,量計具有一系列優點,相信今后在众多liu量計中发挥重要的作用。

8二、 原理和结构


1、 工作原理 在测量管(仪表表体)中心同轴放置一块园形靶板,当liu体冲击靶板时,靶板上受到一个力F,它与v速V,介质密度ρ和靶板受力面积A之间关系式如式(1)所示。(1)式中 F ——靶板上受的力,N;CD ——阻力系数;ρ——  密度,kg/m3;V liu速,m/s;A——靶板受力面积,m2。经推导与换算,得liu量計算式如下: 式中 qm,qv分别为质量liu量和体积liu量,kg/h,m3/h;αliu量系数;D ——测量管内径,mm;β ——直径比,β=d/D;d——靶板直径,mm。其余符号同上。靶板受力经力转换器转换成電信号,经前置放大,AD转换及计算机处理后,可得到相应的liu量和总量。


2、 结构形式  它由检测装置,力转换器,信号处理和显示仪几部分组成。检测装置包括测量管和靶板,力转换器为应变计式传感器,信号处理和显示仪可以就地直读显示或远距标准信号传输等。靶式liu量計的结构形式可分为管道式,夹装式和插入式等,各类结构形式还可分为一体式和分离式二种。一体式为现场直读显示,而分离式则把数码显示仪与检测装置分离(一般不超过100m)。

9三、 liu量計主要特點


1、 感测件为无可动部件,结构简单牢固;
2、 應用范围和适应性很广泛,一般工业过程中的liu体介质,包括液、气和蒸汽,口径范围(DN15以上),各种工作状态(高、低温,常压、高压)皆可應用,可以说其應用范围可与孔板liu量計相比美。
3、 准确度高,总量测量可达0.2%R;
4、 范围度宽,4:1~15:1至30:1;
5、 可解决困难的liu量测量问题,如测量含有杂质(微粒)之类的脏污liu体;原油、污水、高温渣油、浆液、烧碱液,沥青等;
6、 灵敏度高,能测量微小liu量,liu速可低至0.08m/s;
7、 用于小口径(DN15~DN50),低雷诺数(Red=103~5×103)的liu体,它可以弥补标准节liu装置难以應用的场合,如小口径蒸汽liu量测量等;
8、 可适应高参数liu体的测量,压力高达数十MPa,溫度达450℃;
9、 可用于双向liu动liu体的测量;
10、 压力损失较低,约为标准孔板的一半;
11、 抗上游阻liu件干扰能力强,上游侧直管段长度一般5~10D即可;12、 可采取干式(挂重法)校验,给用户周期校验带来方便;
13、 直读式仪表无需外能源,清晰明了,操作简便,亦可输出标准信号(脉冲頻率或電liu信号);
14、 仪表性能价格比高,为经济实惠的liu量計;
15、 安装简单方便,易维护。

涡街liu量計

原理
涡街liu量計是依据卡门旋涡原理进行封闭管道liu体liu量测量的新型liu量計。因其具有良好的介质适应能力,无需溫度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积liu量,配备溫度、压力传感器可测量标况体积liu量和质量liu量,是节liu式liu量計的理想替代产品。涡街liu量計是在liu体中安放一根(或多根)非liu线型阻liu体(bluff body),liu体在阻liu体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡,在一定的liu量范围内旋涡分离頻率正比于管道内的平均liu速,通过采用各种形式的检测元件测出旋涡頻率,从而计算出体积liu量。涡街liu量計适用与测量液体、气体或蒸汽。
优缺點
它没有移动部件,也没有污垢问题。涡街liu量計会产生噪音,而且要求liu体具有较高的liu速,以产生旋涡。涡街liu量計由于传感器采用的检测探头与旋涡发生体分开安装,而且耐高温的压電晶片不与介质接触,涡街liu量計具有结构简单、通用性好和稳定性高的特點。
應用范围
涡街liu量計,主要用于工业管道介质liu体的liu量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特點是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积liu量时几乎不受liu体密度、压力、溫度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出。

浮子liu量計

金属管浮子liu量計实际是一种可变面积式liu量計。它通常具有一段直立的锥管和一只可以在其中自由地随liu量大小上下移动的浮子。当liu体自下而上liu经锥管时,liu体的动能在浮子上产生的推力 S 和liu体的浮力 A 使浮子上升。随着锥管内壁与浮子之间的环形liu通面积增大,liu体动能在浮子上产生的推力 S 随之下降。当推力 S 与浮力之和等于浮子自身重力 G 时,浮子处于平衡状态,并稳定在某一高度上,该高度位置对应的刻度指示liu过liu量計的liu量。传感器将liu量的大小转换成浮子的位移量,通过磁耦合系统,将浮子位移量传给转换器指示出liu量的大小。
浮子liu量計是工业自动化过程控制中常用的一种改变面积liu量测量仪表。具有体积小、检测范围大、使用方便等特點。它可以用来测量液体、气体、以及蒸汽的liu量,特别适宜低liu速小liu量的介质liu量测量。

质量liu量計

概述
科氏力质量liu量計是运用liu体质量liu量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理,以质量liu量测量为目的的质量liu量計,一般由传感器和变送器组成。
罗斯蒙特质量liu量計广泛應用于石化等领域,是当今世界上zui先进的liu量测量仪表之一,在我厂主要产品如乙烯、丙烯和主要原料轻烃等的测量中使用可靠,精度高达1.7‰,为我厂的能源、物料的liu量测量提高了准确度,避免了不必要的损失,创造了可观的经济效益。
原理
质量liu量計的计量系统包括一台传感器和一台用于信号处理的变送器。Rosemount质量流量計依据牛顿第二定律:力=质量×加速度(F=ma),当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时,质点受两个分量的加速度及其力:
(1)法向加速度,即向心加速度αr,其量值等于2ωr,朝向P軸;
(2)切向角速度αt,即科裏奧利加速度,其值等于2ωV,方向與αr垂直。由于複合運動,在質點的αt方向上作用著科裏奧利力Fc=2ωVm,管道對質點作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。
当密度为ρ的liu体在旋转管道中以恒定速度Vliu动时,任何一段长度Δx的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc: ΔFc=2ωVρAΔx (1)
式中,A—管道的liu通截面積。
由于存在關系式:mq=ρVA
所以:ΔFc =2ωqmΔx (2)
因此,直接或间接测量在旋转管中liu 动liu体的科里奥利力就可以测得质量liu量。

科氏力质量liu量計的适用特點


a.测量管形式不一,常见的有以下几种。Ⅰ.直管式。加工简单,易制造,不易启振,故管壁需薄一点,使用寿命较短。Ⅱ.弯管式。容易启振,管壁可厚一点,机械加工复杂些,振动頻率要选大一点。Ⅲ.单管式。不用分liu,零点稳定,机械加工简单,但易受外来振动影响。Ⅳ.双管式。不受外来振动干扰,分liu不均匀会造成零点变化,机械加工也复杂些。b.直接质量liu量测量与被测介质溫度、压力、密度、黏度变化无关。c.对各种liu体适应性强。d.对外界振动较敏感,但对liu体分布不敏感。e.压力损失较大。f.信号处理技术难度大,零点易漂移,不适合低压、低密度气体测量。g.测量管与工艺管道相对位置可以是平行的(大多数产品采用的方式),也可以是垂直的。但是只要liu量传感器不在工艺管道轴向振动平面内,liu量計的抗振动干扰能力可增强。对于质量liu量計的测量精度,很多产品上标注的是基本误差+零点不稳定性。仪表制造厂商将liu量計精度定得很高,一般是(±0.15%~±0.5%)R。但是量程比也定得很大(100:1),仪表liu量上限取得很高。因此liu量計的实际测量精度不可能这样高,特别是liu量計在小量程段测量liu量时,很难保证仪表有高精度。


热式liu量計


原理
热式气体质量liu量計采用热扩散原理,热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术,其典型传感元件包括两个热電阻(铂RTD),一个是速度传感器,一个是自动补偿气体溫度变化的溫度传感器。当这两个RTD被置于介质中时,其中速度传感器被加热到环境溫度以上的一个恒定的温差,另一个溫度传感器用于感应介质溫度。liu经速度传感器的气体质量liu量是通过传感元件的热传递量来计算的。气体速率增加,传感器传递给介质的热量增多,因此需要供给更多的功率,而電子单元加热RTD 的功率与质量liu量成一定的对应关系。
热式气体质量liu量計是气体liu量計量中新型仪表,区别于其它气体liu量計不需要进行压力和溫度修正,直接测量气体的质量流量,一支传感器可以做到量程从极低到高量程。它适合单一气体和固定比例多组份气体的测量。它依据的原理是liu体吸收热的速度直接与质量liu量相关。移动的气体分子撞击热電阻时吸收带走热量,liu率越大,接触热電阻的分子越多,吸收的热量越多,热吸收与某种气体的分子数,热学特性和liu动特性有关。

特點
产品特點直接测量气体质量liu量,无需溫度、压力补偿低liu速测量;能同时兼顾小liu量和大liu量测量,特别适合大口径测量。
典型應用
工業管道中氣體liu量測量
燃氣過程中空氣liu量測量
煙囪排出的煙氣liu量測量
水處理中瀑氣liu量測量
水泥,卷煙,玻璃廠生産過程中氣體liu量測量壓縮空氣liu量測量
天然氣,煤氣,液化氣,火炬氣,氫氣等氣體liu量測量
鋼鐵廠加氣liu量測量


超声波liu量計



基本原理和應用情况
超声波liu量計由超声波换能器、電子线路及liu量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将電能转换为超声波能量,并将其发射到被测liu体中,接收器接收到的超声波信号,经電子线路放大并转换为代表liu量的電信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了liu量的检测和显示。

超声波liu量計的電子线路包括发射、接收、信号处理和显示電路。测得的瞬时liu量和累积liu量值用数字量或模拟量显示。

以上几种方法各有特點,应根据被测liu体性质.liu速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的溫度常不能保持恒定,故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是:当liu体沿管轴平行liu动时,选用Z法;当liu动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时,采用V法或X法。当liu场分布不均匀而表前直管段又较短时,也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服liu速扰动带来的liu量测量误差。多普勒法适于测量两相liu,可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病,因而得以迅速发展。随着工业的发展及节能工作的开展,煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的输送和應用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展,都为多普勒超声波liu量計應用开辟广阔前景。
便携式超声波liu量計ADM6725的技术参数如下: 便携式超声波liu量計ADM6725
測量原理:时差相关原理
liu速: 0.01~25 m/s
分辨率: 0.025 cm/s
重复性: 0.15%读数,视應用而定
精度:(liu场充分发展且 径向对称)
体积liu量: ± 1%读数,视應用而定
± 0.5%读数,经过标定
liu速: ± 0.5%读数,视應用而定
可测介质: 所有导声liu体, 且气泡或固体颗粒的体积含量<10%
便携式超声波liu量計主机
外殼
重量: ~ 3.9kg
防护等级: IP54 (根据EN60529)
材質:鋁合金,粉末塗層
尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)
通道: 2
危险区: Zone 2
電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC
電池工作时间: >10h
显示: 2 x 16 字符, 点阵, 带背光
工作溫度: -10 ~ 60℃
功耗: < 15W
信号平均: (0 ~ 100)s, 可调
测量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)
响应时间: 1s (1通道), 70ms可选.
便携式超声波liu量計测量功能
测量量: 体积/ 质量liu量, liu速, 能量liu量(需溫度输入)
累积量: 体积, 质量,能量(可选)
计算功能: 平均值, 差值, 总和
工作语言: 捷克语, 丹麦语, 德语, 英语, 法语, 荷兰语, 挪威语,波兰语, 西班牙语
便携式超声波liu量計数据记录
可记录的参数: 所有测量量及累积量
容量: >100000条测量量
便携式超声波liu量計通讯
接口: RS232, RS485(可选)
可通讯的参数: 实测值, 记录值, 参数记录
软件: FluxData(可选)
功能: 下载测量值/记录, 图形显示, 格式转换
操作系统: ??WindowsTM ?Ю
便携式超声波liu量計过程输出(可选)
輸出與主設備電隔離
输出组数视输出类型而定. 更多信息请洽FLEXIM
便携式超声波liu量計電liu
范围: (0/4-20) mA
精度: 0.1%读数± 15μA
有源输出: Rext < 500?
无源输出: Uext < 24V, Rext < 1k?
便携式超声波liu量計電压
范围: (0~1) V或(0~10) V
精度: 0~1V: 0.1%读数± 1mV
0~10V: 0.1%读数± 10mV
仪表阻抗: Ri = 500?
頻率
范围: 0~1kHz或0~10kHz
集電极开路: 24 V/4mA
開關量
集電极开路: 24 V/4mA
干簧继電器: 48 V/0.1A
功能,如状态输出: 上下限, 符号变化或出错
脉冲输出: 值: (0.01~1000)units
宽度: (80~1000)ms
過程輸入(可選)
输入与主设备電隔离, zui多4组输入.
溫度
类型: Pt100, 四线制
范围: -50℃~400℃
分辨率: 0.1 K
精度: ± (0.02K + 0.1%读数)
liu
范围: 有源: (0~20)mA
无源: (-20~20)mA
精度: 0.1%读数± 10 A
有源输入: Ri = 50?
无源输入: Uext < 24V, Rext < 1k?
電压
范围: (0~1) V或(0~10) V
精度: 0~1V: 0.1%读数± 1mV
0~10V: 0.1%读数± 10mV
仪表阻抗: Ri= 1M
夾裝式探頭
适用口径: DN6-DN6500
适用溫度: -30 to 400℃ (适用防爆区)
详见下图. 更多资料, 请参阅相关手册.
測厚探頭(可選)
测量范围: (1.0 - 200) mm
分辨率: 0.01 mm
线性度: 0.1 mm
标准型: -20℃ to +60℃
高温型: 0℃ to +200℃
短時間可達+540℃


涡轮liu量計


涡轮liu量計是一种速度式仪表,它具有压力损失小,准确度高,始动liu量低,抗震与抗脉动liu动性好,测量范围宽,容易维修等特點,涡轮liu量計是将涡轮置于被测liu体中,当liu体进入liu量計时,在特殊结构的整liu器的作用下得到整liu并加速,在一定liu量范围内涡轮的角速度和liu量成正比,利用電磁感应原理感应出与liu体体积liu量成正比的脉冲信号,该信号经前置放大器,整形后,得到实际liu量,并显示在LCD屏上.如果同溫度,压力传感器检测到的信号一起输入智能liu量积算仪进行运算处理,将得到标准状况下的liu量,并显示在LCD屏上.

涡轮liu量計是一种叶轮式仪表,其工作原理相对简单。涡轮liu量計本体管道中心安放一个涡轮,两端由轴承支撑.当liu体通过管道时,冲击涡轮叶片,对涡轮产生驱动力矩,使涡轮克服摩擦力矩和liu体阻力矩而产生旋转.在一定的liu量范围内,对一定的liu体介质粘度,涡轮的旋转角速度与liu体liu速成正比.由此,liu体liu速可通过涡轮的旋转角速度得到,从而可以计算得到通过管道的liu体liu量.同时涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测.当涡轮叶片切割由壳体内yongjiu磁钢产生的磁力线时,就会引起传感线圈中的磁通变化.传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器,对信号进行放大、整形,产生与liu速成正比的脉冲信号,送入单位换算与liu量积算電路得到并显示累积liu量值;同时亦将脉冲信号送入頻率電liu转换電路,将脉冲信号转换成模拟電liu量,进而指示瞬时liu量值。
涡轮liu量計是速度式liu量仪表的一种,根据其音译国内又称为透平liu量計。涡轮liu量計根据其测量介质的不同又分为气体涡轮liu量計和液体涡轮liu量計。在各种liu量計中涡轮liu量計是重复性高、精确度zui佳的产品。如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、liu通能力大(同样口径可通过的liu量大)和可适应高参数(高温、高压和低温)等。涡轮liu量計广泛應用于以下一些测量对象:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温liu体等。在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站,大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。

檢驗方法


電磁liu量計在线檢驗方法,其在线的检验规范需要得到国家技术监督部门和各相关行业协会对的认可電磁liu量計在應用过程中的精度保证一直是用户所关心的热点问题。
在过去,電磁liu量計的校验必需送到专门的标定校验设备上进行检查。但是,随着電磁liu量計制造技术的发展和應用行业的扩展,電磁liu量計的使用越来越多、口径越来越大,送回校验装置上校验的难度也越来越大。
liu量测验断面布设合理、测验设施完备、测次和测点布置符合水文测验规范要求;liu量計率定方法正确,精度较高,满足临时通水期间水量計量要求。专家组一致同意该成果通过审查。
它被广泛诮用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,在过程自动化仪表与装置中liu量計有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

10應用领域


liu量测量技术与仪表的應用大致有以下几个领域。

liu量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛适用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,liu量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(電力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。liu量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的liu量計,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

煙氣,廢液、汙水等的排放嚴重汙染大氣和水資源,嚴重威脅人類生存環境。國家把可持續發展列爲國策,環境保護將是21世紀的zui大課題。空氣和水的汙染要得到控制,必須加強管理,而管理的基礎是汙染量的定量控制。
我国是以煤为主要能源的国家,全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目,每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和liu量計,组成连椟排放监视系统。烟气的liu量沆量有很大因难,它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则,气体组分变化不定,liu速范围大,脏污,灰尘,腐蚀,高温,无直管段等。

有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之,但應用并不普遍。随着环保问题的突出,管道运输的特點引起人们的重视。管道运输必须装备liu量計,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的必备工具。

21世紀將迎來生命科學的世紀,以生物技術爲特征的産業將獲得迅速發展。生物技術中需監測計量的物質很多,如血液,尿液等。儀表開發的難度極大,品種繁多。

科学实验需要的liu量計不但数量多,且品种极其繁杂。据统计liu量計100多种中很大一部分是应科研之需用的,它们并不批量生产,在市面出售,许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的liu量計。

这些领域为敞开liu道,一般需检测liu速,然后推算liu量。liu速计和liu量計所依据的物理原理及liu体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。


11發展趨勢


結構日趨簡潔、輕便


早期liu量仪表为纯机械就地显示,如容积式liu量計。不仅结构复杂笨重,重量/口径比很大;且其中的转动件因磨损需经常维修。随着工业管道口径日益增大,插入式仪表以其结构简单、轻巧、拆装简便,日益受到用户青睐,而近十年发展zui快的電磁、超声liu量仪表,管道中更是没有任何转动件、阻力件,结构更为简洁,且压损小,准确度高,是zui有发展潜力的liu量仪表。
功能力求完善、多樣
早期liu量仪表为就地显示(如容积、转子),随着工业水平的不断提高,已不能适应工艺要求数十台仪表集中显示、调节、控制。有必要将传感器(也称一次表,如孔板、喷嘴、内锥)与变送器(也称二次表)分离开。并将liu量参数转换为電参数,远传至中央控制室。随着工业规模再扩大,模拟信号已无法适应,输出信号需转换为数字信号,以适应现场总线系统、SCADA系统的要求。
为增加仪表的可靠性,不少仪表已增加多达10余种自诊断功能。如KROHNE公司推出的Optiflux電磁liu量計,可自诊断如气泡、電极腐蚀、积垢、電极短路、liu体导電率、非满管、衬里损坏、外部磁场等多方面的仪表状况。
仪表功能的多样化也是一种發展趨勢,如超声除测liu量外,还可测liu体成分,声速;科氏除测liu量外,还可测liu体密度。


12趨勢分析


根据工业发展的趋势,人们对liu量测量的要求也越来越高,所以为了适应这种趋势,各色各样的liu量計问世。應用于各个方面,据仪器仪表世界网表示,2013年的liu量計市场规模达到34.8亿美元。
可预见的能源投资将给liu量計带来不小的发展空间
驱动因素据国际能源署(IEA)预测,从2007至2030年全球需要对能源基础设施累计投资26.0万亿美元(以2007年美元价值计)。其中,電力行业投资13.6万亿美元,占总投资额的52.3%。金融危机并不会影响长期投资,至2030年,预计单是维持能源的供应能力就需要全球能源投资的一多半资金,并且到2030年,世界许多地方的石油、天然气和電力的基础设施将需要更换。从长期来看,可预见的能源投资将给liu量計在石油天然气和能源行业板块的應用带来不小的发展空间。
面临激烈的竞争环境,以及为了应对全球节能减排的诉求,各个行业用户更加关注生产工厂的运行效率,尽可能降低能耗,以提高竞争力。因此,大量的投资被用于提升工厂的自动化水平和现场数据的采集和实时监控,以提升工厂的过程控制效率。诸如,在石油天然气和能源行业,密闭传输设施中需要性能可靠的liu体测量设备;化工和制药行业中需要高精准的liu量計等,种种趋势必将带动传感器和现场设备(包括liu量計)的发展。
liu量計中正在更多地引入電子技术,如数字信号处理(DSP)和微处理器,这使得liu量計具备了自诊断功能,并且能够更好地与生产控制层面进行通信。性能的提高更好地满足了行业用户的需求,给liu量計创造了更多的市场應用空间。
抑制因素:当前全球经济形势有待进一步提振,工业品需求不旺盛。众多行业用户放缓新项目投资或者暂停设备更新升级,等待全球经济出现复苏迹象。所以,在短期内,这将会给liu量計在其主要應用行业的发展前景带来一定影响。
全球liu量計市场生产商众多,竞争异常激烈。同时,liu量計生产商正面临着行业用户对价格较为苛刻的要求,为了能够使产品更好地渗透进入liu量計應用的主要行业,生产商之间的价格竞争再所难免。这一现象在新兴经济体,尤其中国,很普遍。价格往往成为决定采购行为的zui主要决定因素。长此以往,生产商更多关注价格策略,导致产品创新性不够,阻碍市场发展。


13校驗方法


为了获得liu量仪表的liu量量值及其测量精确度,必须对每台 liu量仪表作liu量校验或标定。liu量仪表的校验一般有直接测量法 和间接测量法两种方式。 直接测量法也称为实liu校验法,是以实际liu体liu过被校验仪 表,再用别的标准装置(标准liu量計或liu量标准装置)测出liu过 被校仪表的实际liu量,与被校仪表的liu量值作比较,或将待标定的仪表进行分度。这种校驗方法也有人称为湿法标定(wet cali- bration),,实liu校验法获得的liu量值既可靠又准确,是许多liu量仪表(如電磁liu量計、容积式liu量計、祸轮liu量計、涡街liu 量計、浮子liu量計及科里奥利质量liu量計等)校验时所采用的方 法,也是建立标准liu量的方法。
间接则量法是以测量liu量仪表传感器的结构尺寸或其它与计算liu量有关的量,并按规定方法使用,间接地校验其liu量值,获 得相应的精确度。这种方法相对于湿法标定也被称为干法标定 (dry calibration)。间接法校验获得的liu量值没有直接法准确,但 它避免了必须要使用liu量标准装置特别对大型liu量装置带来的困 难,所以,已经有一些liu量仪表采用了间接校验法。如差压式liu量計中己经标准化了的孔板、喷嘴、文丘里管等都积累了丰富的 试验数据,并有相应的标准,所以通过标准节liu装置的liu量值就 可以采用检验节liu件的几何尺寸与校验配套的差压计(差压变送 器)来间接地进行。

合適選型


没有一种十全十美的liu量計,各类仪表都有各自的特點,选型的目的就是在众多的品种中扬长避短选择自己zui合适的liu量計仪表。liu量仪表(liu量計)的选型对仪表能否成功使用往往起着很重要的作用,由于被测对象的复杂状况以及仪表品种繁多、性能指标各使得仪表的选型感到困难。
(一)涡街liu量計liu量仪表(liu量計)的一般选型:
可以从五个方面进行考虑,这五个方面为liu量計仪表性能方面、liu体特性方面、安装条件方面、环境条
件方面和經濟因素方面。五個方面的詳細因素如下:
1、仪表性能方面: 准确度、重复性、线性度、范围度、liu量范围、信号输出特性、响应时间、压力损
失等;
2、liu体特性方面:溫度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、混相、相变、電导率、声速、
導熱系數、比熱容,等熵指數;
3、安装条件方面:管道布置方向,liu动方向,检测件上下游侧直管段长度、管道口径,维修空间、電源
、接地、輔助設備(過濾器、消氣器)、安裝、等;
4、环境条件方面:环境溫度、湿度、電磁干扰、安全性、防爆、管道振动等;
5、經濟因素方面:儀表購置費、安裝費、運行費、校驗費、維修費、儀表使用壽命、備品備件等。
(二)涡轮liu量計liu量計仪表选型的步骤如下:
1、依據liu體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型(要有幾種類型以便進行選擇);
2、對初選類型進行資料及價格信息的收集,爲深入的分析比較准備條件;
3、采用淘汰法逐步集中到1~2種類型,對五個方面因素要反複比較分析zui終確定預選目標。

參考資料

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