一體化智能孔板流量計(jì)的探討
一體化智能孔板流量計(jì)的探討
差壓式流量計(jì)是一種歷史悠久、用量很大的流量計(jì)。但傳統(tǒng)的差壓流量計(jì)需要由節(jié)流裝置、引壓管線、差壓變送器、流量積算儀組成一個(gè)完整的流量測(cè)量系統(tǒng)。對(duì)于氣體流量的測(cè)量還需要配置壓力變送器、溫度變送器進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。對(duì)于大部分用戶來(lái)說(shuō)，選購(gòu)合適量程的儀表成了麻煩的事情，況且安裝時(shí)節(jié)流裝置與差壓變送器之間引壓管線為薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生泄漏、堵塞、凍結(jié)及信號(hào)失真等故障。隨著流量?jī)x表工業(yè)的迅速發(fā)展，針對(duì)用戶的要求，不少?gòu)S家將節(jié)流裝置和差壓變送器做成一體，縮短較長(zhǎng)的引壓管線，減少故障率，改善動(dòng)態(tài)特性，方便安裝使用，受到用戶的歡迎。在一體化直接安裝的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加溫度傳感器、壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)了差壓、溫度、壓力的實(shí)時(shí)信號(hào)采集、處理、運(yùn)算、顯示、4-20mA電流輸出、.. HART協(xié)議通訊等功能，逐步形成了一體化智能差壓流量計(jì)。..
1、 測(cè)量原理
充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后形成了壓強(qiáng)差。在測(cè)量條件相同的情況下，流體流量越大，產(chǎn)生的壓強(qiáng)差越大，這樣可依據(jù)差壓來(lái)衡量流量的大小。這種測(cè)量方法是以流體連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努力方程（能量守恒定律）為基礎(chǔ)的。
2、 設(shè)計(jì)思想
由于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有成熟的理論基礎(chǔ)，只要嚴(yán)格按照ISO5167 —1991、GB/T2624 —93設(shè)計(jì)、加工就毋須實(shí)流標(biāo)定。近年來(lái)，支持GB/T2624 —93《流量測(cè)量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算及管理軟件》已廣泛應(yīng)用，采用專業(yè)的計(jì)算軟件就能比較容易的根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)一體化智能差壓流量計(jì)時(shí)，溫度傳感器和壓力傳感器的安裝位置的選取也非常重要，既要精確測(cè)量，反映出被測(cè)介質(zhì)的真實(shí)狀態(tài)，又不能影響流場(chǎng)的穩(wěn)定性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們一般將溫度傳感器安裝孔設(shè)計(jì)在節(jié)流件下游側(cè)，將壓力傳感器取壓孔設(shè)計(jì)在節(jié)流件上游側(cè)。對(duì)于壓縮空氣、天燃?xì)獾葴y(cè)量介質(zhì)，溫度和壓力的檢測(cè)比較容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)于飽和蒸汽，由于其在一定范圍內(nèi)溫度或壓力只需要檢測(cè)一個(gè)物理量就可以推算出它的密度，所以利用一體化智能孔板流量計(jì)間接測(cè)量飽和蒸汽的質(zhì)量流量時(shí)，采用壓力或溫度補(bǔ)償?shù)姆绞蕉际强尚械模趯?shí)際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)采用溫度補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑑x表適應(yīng)能力更強(qiáng)一些，一是常用的壓力傳感器工作溫度在-20℃.. ~ 80℃，不能直接和蒸汽接觸，二是壓力傳感器量程選擇不恰當(dāng)時(shí)易過(guò)壓損壞。對(duì)于過(guò)熱蒸汽，在一定范圍內(nèi)它的密度是關(guān)于溫度和壓力的二元函數(shù)，所以一體化智能孔板流量計(jì)需通過(guò)配置溫度傳感器和壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)熱蒸汽的質(zhì)量流量測(cè)量。對(duì)于飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽的測(cè)量，一體化智能孔板流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與測(cè)量壓縮空氣、天燃?xì)獾慕Y(jié)構(gòu)方式是有所區(qū)別的，由于常用的電容式差壓傳感器允許溫度范圍為-40℃.. ~ 104℃，而對(duì)于飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽來(lái)說(shuō)，其溫度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于差壓傳感器的溫度極限值，蒸汽是不能直接和傳感器接觸的，必須增加冷凝圈或冷凝罐，利用冷凝水使高溫介質(zhì)和傳感器隔離，以冷凝水傳遞壓強(qiáng)的方式，既能正確測(cè)量，又不損壞元件。
3 、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況
一體化智能孔板流量計(jì)繼承了傳統(tǒng)孔板流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，用戶熟悉、放心；一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝、維護(hù)方便；合理的算法體現(xiàn)了智能化的特點(diǎn)。該產(chǎn)品現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在水、壓縮空氣，天然氣、飽和蒸汽的測(cè)量領(lǐng)域。由于其簡(jiǎn)易的安裝方式，完善的工作原理，較高的測(cè)量精度正受到越來(lái)越多的用戶青睞。
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