孔板流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、輕工等部門(mén)??装辶髁坑?jì) (又稱(chēng)節(jié)流裝置、差壓式流量計(jì))是測(cè)量流量的差壓發(fā)生裝置,配合各種差壓計(jì)或差壓變送器可測(cè)量管道中各種流體的流量。 被測(cè)流體為液體時(shí),為防止氣泡進(jìn)入導(dǎo)壓管,取壓口應(yīng)處工藝管道中心線下偏≤45°的位置上,正負(fù)取壓口處于與管道對(duì)稱(chēng)位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平面上被測(cè)流體為氣體時(shí),為防止液體(冷凝液)進(jìn)入導(dǎo)壓管,取壓口應(yīng)處工藝管道中心管道上方線上偏≤45°的位置上,正負(fù)取壓口處于與管道對(duì)稱(chēng)位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平線上。被測(cè)流體為蒸汽時(shí),應(yīng)保證冷凝器中冷凝液面恒定和正負(fù)導(dǎo)壓管上的冷凝面高度一致。正負(fù)壓口處于與管道對(duì)稱(chēng)位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平面上。 16世紀(jì)意大利人雷奧納多達(dá)芬奇,觀察到漩渦如何在流動(dòng)的水中形成。大約400年以后,匈牙利物理學(xué)家卡門(mén)描述了這些漩渦形成的物理定律。以下就是該測(cè)量方法的原理,每個(gè)渦街流量計(jì)內(nèi)都有一個(gè)擋體安裝在管道中央,該擋體適用于干擾流場(chǎng)的障礙物。擋體下游是一個(gè)用于記錄流動(dòng)流體所產(chǎn)生的最精微壓差的機(jī)械傳感器。如果流體不流動(dòng),將不會(huì)形成漩渦。一旦流體開(kāi)始流動(dòng),并達(dá)到一定的流速。將在擋體下游逐漸形成漩渦。這些漩渦在擋體兩側(cè)交替分開(kāi),并由流體帶走?,F(xiàn)在擋體的下游形成高壓和低壓區(qū)從而出現(xiàn)了被稱(chēng)為卡門(mén)渦街的現(xiàn)象。 這些壓差與通過(guò)漩渦的頻率完全匹配,并由機(jī)械傳感器精確計(jì)量。這里以慢動(dòng)作顯示,該傳感器非常獨(dú)特,因?yàn)樗鼉?nèi)在的平衡系統(tǒng)使得管道在承受高達(dá)1G的振動(dòng),壓力沖擊和溫度驟變時(shí),都對(duì)測(cè)量沒(méi)有任何影響。兩個(gè)連續(xù)漩渦之間的距離,與流體的特定體積相對(duì)應(yīng)。因此,對(duì)通過(guò)的漩渦進(jìn)行計(jì)數(shù)可計(jì)算總的流量。流速越高,測(cè)得漩渦的頻率就越高。在一些應(yīng)用中,速度太低,以致無(wú)法形成可檢測(cè)到的漩渦。然而,可以通過(guò)安裝縮徑的渦街流量計(jì)來(lái)增加速度。該變動(dòng)不會(huì)影響測(cè)量精度??稍趥鞲衅髦屑尤霚囟葌鞲衅鱽?lái)增加功能,此類(lèi)配置加上內(nèi)置流量計(jì)算儀,可計(jì)算隨溫度變化的質(zhì)量流量或能量流。該功能在飽和蒸汽或各類(lèi)工業(yè)氣體的測(cè)量中尤為重要。
熱式流量計(jì)內(nèi)有兩個(gè)深入測(cè)量管的溫度傳感器,他們被稱(chēng)為PT100熱電阻。其中一個(gè)傳感器測(cè)量實(shí)際氣體溫度作為參考值,與流速無(wú)關(guān)。第二個(gè)溫度傳感器則始終被加熱,以便保持兩個(gè)傳感器之間預(yù)先設(shè)定的溫差。比如十?dāng)z氏度,如果沒(méi)有氣體流動(dòng),傳感器之間的溫度差不會(huì)發(fā)生改變。而當(dāng)流體開(kāi)始在測(cè)量管中流動(dòng)時(shí),被加熱的傳感器上的一部分熱能被流經(jīng)它的氣體所帶走。相應(yīng)冷卻效果同時(shí)被測(cè)量,并立即通過(guò)增加更多加熱電流來(lái)補(bǔ)償損失的熱量,從而維持恒定的溫度差。保持恒溫差所需的加熱電流與對(duì)應(yīng)氣體的冷卻效應(yīng)成一定的比例關(guān)系。從而直接測(cè)得管中的質(zhì)量流量。流速越高,則對(duì)被加熱傳感器的額外冷卻效果就越多,所需的加熱電流也越大。同樣,利用該原理還可以保持加熱電流維持在一恒定值。通過(guò)測(cè)量變化的溫度差進(jìn)行流量測(cè)量。
但熱量是如何實(shí)際從被加熱的傳感器轉(zhuǎn)移到流過(guò)它的氣流中的呢。本順序表明,熱量是通過(guò)氣體分子本身轉(zhuǎn)移的。當(dāng)氣流通過(guò)時(shí),氣體分子吸收微小熱量,并隨氣流將其帶走。氣流流動(dòng)越快,分子吸收設(shè)定的頻率也越快。熱傳導(dǎo)還取決于氣體的密度,因?yàn)樵谳^高壓力或較低溫度下,管道中的氣體分子更多。更多數(shù)量的分子會(huì)與被加熱的傳感器接觸。這意味著冷卻量的增加,從而使加熱電流增加。最后熱傳導(dǎo)還受氣體熱特性的影響。例如,在相同質(zhì)量流量下,具有高熱傳導(dǎo)性的氫氣以綠色顯示。造成的冷卻效果比空氣大一百倍。因此,為了確保精確測(cè)量確定氣體特性屬性并保持一致,是非常重要的。使用熱式原理的流量測(cè)量,還可以用于大型管道。有專(zhuān)門(mén)的儀表型號(hào),適用于該種場(chǎng)合。可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程連接,直接將儀表插入到管道中。重要的是,應(yīng)遵循安裝要求,插入一定深度,以保證在正確的位置進(jìn)行測(cè)量。為此,為插入式儀表配置管道內(nèi)徑參數(shù)非常重要。此外,插入式流量計(jì)還適用于工廠或建筑物空氣循環(huán)系統(tǒng)的長(zhǎng)方形或正方形管道。
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