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旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的發(fā)展與應(yīng)用

閱讀:435        發(fā)布時(shí)間:2020-6-13

一、概述及發(fā)展

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)是屬于流體振動(dòng)流量計(jì)(如渦街流量計(jì))的一個(gè)種類,它具有此類流量計(jì)的共同特點(diǎn),但在特性上與渦街流量計(jì)亦有一些差別,主要是壓力損失較大,是渦街流量計(jì)的3~4倍;抗外來流*力強(qiáng),所需直管段長度比渦街流量計(jì)要短的多。早在20世紀(jì)70年代我國就出現(xiàn)了旋進(jìn)旋渦流量計(jì),在一段時(shí)間內(nèi)只在氣體測量中有所軟件。近幾年來,隨著微機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,把微機(jī)技術(shù)軟件到信號(hào)轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場顯示,備受大家的歡迎。隨著儀表布局上的改進(jìn),在天然氣測量方面得到了大量的軟件,測量介質(zhì)也擴(kuò)大到液體和蒸汽。

 

二、兼職原理

當(dāng)流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器(見圖1)后,流體被迫繞著發(fā)生體軸劇烈扭轉(zhuǎn),形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入分散段時(shí),旋渦流受到回流的作用,開始作二次扭轉(zhuǎn),形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比,不受流體物理性質(zhì)和密度的影響。檢測元件測得流體二次扭轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率,就曉得了流量。而且能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)較式為:

流量計(jì)的儀表系數(shù)在一定的布局參數(shù)和規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)與流體的溫度、壓力、組分和物性(密度、粘度)無關(guān)。

三、組成

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成。

1、傳感器包括旋渦發(fā)生器、檢測元件、整流器和殼體。

旋渦發(fā)生器由特定螺旋形葉片組成,它固定在殼體收縮段前端,強(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦流。

檢測元件安裝在靠近擴(kuò)張管的喉部,用熱敏、壓電、應(yīng)變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號(hào)。

整流器固定在流量計(jì)表體出口,其作用是消除旋渦流,以減小下游流態(tài)對儀表測量的影響。

殼體設(shè)計(jì)成一定形狀的流道,使旋渦形成,固定和保護(hù)安裝在里面的零部件,并通過法蘭與管道相連接。

2、轉(zhuǎn)換顯示儀

由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號(hào)經(jīng)過放大、濾波、整形后,變成頻率與流量成正比的脈沖信號(hào),然后由顯示儀計(jì)數(shù)顯示。顯示儀配有外輸接口,輸出各種信號(hào)。對測量的氣體介質(zhì)可進(jìn)行溫度和壓力的補(bǔ)償,轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量,并顯示。

 

四、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)主要特點(diǎn)

1、無機(jī)械可動(dòng)部件,耐侵蝕,穩(wěn)定可靠,壽命長,長期運(yùn)行無須特殊維護(hù);

2、實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化,日常的計(jì)量過程不需人工值守;


3、體積小、重量輕,離線標(biāo)定較為方便;

4、測量信號(hào)既可當(dāng)場顯示,也可按需遠(yuǎn)傳;

5、工藝安裝條件不苛刻,儀表上、下游直管段可較孔板和渦街流量計(jì)大大縮短;

6、系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度能夠滿足當(dāng)前的貿(mào)易計(jì)量要求(≤1.5%);

7、流量測量范圍較寬(qmax/qmin=15~20),可在孔板和渦街流量計(jì)無法涉足的片面小流量區(qū)域進(jìn)行有效兼職;

8、儀表管理人員無需專業(yè)培訓(xùn),流量、壓力及溫度等測量參數(shù)可以從表頭直接讀取,并且不必進(jìn)行折算轉(zhuǎn)換;

9、只需定期更換電池(微功耗)及被測介質(zhì)的參數(shù)。

10、壓力損失較大;可按下式計(jì)較:

 

 

流通介質(zhì)為氣體時(shí),壓力損失約為渦街流量計(jì)的3~4倍。

 

五、選用

用于測量氣體時(shí),首先根據(jù)管線輸氣量和介質(zhì)可能達(dá)到的溫度和壓力范圍,估算出兼職狀況下的非常高和非常低體積流量,正確選定流量計(jì)規(guī)格;如兩種口徑均能籠蓋流量范圍,在壓力范圍允許的情況下,建議選定較小規(guī)格的流量計(jì)。

為了便于維修,不影響流體輸送,建議安裝旁通管道,另外要保證所規(guī)定的直管段長度。若氣體中含有較大顆粒或纖維,在上游應(yīng)安裝過濾器。

 

六、總結(jié)

為了更好地使用旋進(jìn)旋渦流量計(jì),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1、 正確選型

在選型過程中應(yīng)當(dāng)把握兩條基本原則,一要保證生產(chǎn)安全,二要保證使用精度。要做到這一點(diǎn),就必須落實(shí)三個(gè)選型參數(shù),即近期和遠(yuǎn)期的非常大、非常小及常用瞬時(shí)流量(主要用于選定儀表的大小規(guī)格),被測介質(zhì)的設(shè)計(jì)壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級),實(shí)際兼職壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級)。

2、 用前標(biāo)校

為了確保儀表在今后的兼職過程中其測量結(jié)果的可靠與準(zhǔn)確,應(yīng)在正式安裝前將其送往具有這方面檢定能力及資質(zhì)的部分,進(jìn)行一次全流量范圍的系統(tǒng)檢定。

3、 注意安裝

雖然該種儀表對工藝安裝及使用環(huán)境沒有太多的特殊要求,但任何一類流量測量儀表都有這樣一些共性,即盡可能避免振動(dòng)及高溫環(huán)境,遠(yuǎn)離流態(tài)干擾元件(如壓縮機(jī)、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等),保持儀表前后直管段內(nèi)壁光滑平直,保證被測介質(zhì)為潔凈的單相流體等。

4、 后期管理

為了保證儀表長期兼職的準(zhǔn)確性、可靠性(避免意外停運(yùn)和數(shù)據(jù)丟失),應(yīng)定期進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)校(每1~2年),抄錄表頭數(shù)據(jù)(每天或每周),更換介質(zhì)參數(shù)(每月或每季)以及不定期查看電池狀況,檢查儀表系數(shù)及鉛封等。

5、 里面維護(hù)

氣質(zhì)臟污或其它原因,需要對儀表的測量腔體及其構(gòu)件進(jìn)行定期檢查或清洗。有一點(diǎn)必須特別注意:對于同規(guī)格的旋進(jìn)旋渦流量計(jì),其旋渦發(fā)生體、導(dǎo)流體等核心組件并不能交換。否則,須重新標(biāo)定儀表計(jì)量系數(shù)并對其配帶的溫度及壓力傳感器進(jìn)行系統(tǒng)校正。

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