差壓式流量計(jì)

    一體化節(jié)流式流量計(jì)將節(jié)流裝置和差壓變送器做成一體，繼承了節(jié)流裝置的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，成套性好，故障率低，使用安裝方便，動(dòng)態(tài)特性好，提高了測(cè)量精度，可滿足各種流量測(cè)量的需要.

    孔板流量計(jì)又稱為差壓式流量計(jì)，是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成，廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測(cè)量。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，性能穩(wěn)定，使用可靠等特點(diǎn)。
詳細(xì)介紹:

    孔板流量計(jì)又稱為差壓式流量計(jì)，是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成，廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測(cè)量。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，性能穩(wěn)定，使用可靠等特點(diǎn)?？装骞?jié)流裝置是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件可不需標(biāo)定直接依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，1.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb2624-81<流量測(cè)量節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)安裝和使用；2.iso5167<組織規(guī)定的各種節(jié)流裝置；3.化工部標(biāo)準(zhǔn)gj516-87-hk06。

    充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置，在節(jié)流件附近造成局部收縮，流速增加，在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差?！≡谝阎嘘P(guān)參數(shù)的條件下，根據(jù)流動(dòng)連續(xù)性原理和伯努利方程可以推導(dǎo)出差壓與流量之間的關(guān)系而求得流量。

流量檢測(cè)的基本概念

    在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中各種介質(zhì) ( 液體、氣體、蒸汽等 )的流量，以便為生產(chǎn)操作、管理和控制提供依據(jù)。流量分為瞬時(shí)流量和累積流量。瞬時(shí)流量是指在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面流體的數(shù)量，簡(jiǎn)稱流量。累積流量是指在某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)流體的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累積值，又稱為總量。流量和總量又有質(zhì)量流量、體積流量?jī)煞N表示方式方法。單位時(shí)間內(nèi)流體流過(guò)的質(zhì)量表示為質(zhì)量流量。以體積表示的稱為體積流量。通常把測(cè)量流量的儀表稱為流量計(jì)，把測(cè)量總量的儀表稱為計(jì)量表。

差壓式流量計(jì)

   差壓式流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的靜壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量，由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管和差壓計(jì)或差壓變送器及顯示儀表組成。

( 一 ) 測(cè)量原理

    流體在管道中流動(dòng)，流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，由于流通面積突然減小，流速必然產(chǎn)生局部收縮，流速加快，根據(jù)能量守恒定理，動(dòng)壓能和靜壓能在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)換，流速加快的結(jié)果必然導(dǎo)致靜壓能的降低，因而在節(jié)流裝置的上、下游之間產(chǎn)生靜壓差。

這個(gè)靜壓差的大小和流過(guò)此管道流體的流量有關(guān)，它們之間的關(guān)系為：

( 二 ) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置

    設(shè)置在管道內(nèi)能夠使流體產(chǎn)生局部收縮的元件，稱為節(jié)流元件。所謂標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，就是指它們的結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)要求、取壓方式、使用條件等均有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際使用過(guò)程中，只要按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行加工，即可直接投入使用。

目前常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有孔板、噴嘴、文丘里管，其實(shí)物如圖 2-13 所示。

1. 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的使用條件

(1) 流體必須充滿圓管和節(jié)流裝置，并連續(xù)地流經(jīng)管道。

(2) 管道內(nèi)的流束 ( 流動(dòng)狀態(tài) ) 必須是穩(wěn)定的，且是單向、均勻的，不隨時(shí)間變化或變化非常緩慢。

(3) 流體流經(jīng)節(jié)流元件時(shí)不發(fā)生相變。

(4) 流體在流經(jīng)節(jié)流元件以前，其流束必須與管道軸線平行，不得有旋轉(zhuǎn)流。

2. 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的選擇原則

(1) 在允許壓力較小時(shí)，可采用文丘里管和文丘里噴嘴。

(2) 在檢測(cè)某些容易使節(jié)流裝置沾污、磨損和變型的臟污或腐蝕性介質(zhì)的流量時(shí)，采用噴嘴較孔板為好。

(3)在流量值和壓差值都相等的條件下，噴嘴的開(kāi)孔界面比值刀較孔板的小。這種情況下，噴嘴有較高的檢測(cè)精度，而且所需的直管長(zhǎng)度也較短。

(4) 在加工制造和安裝方面，以孔板Zui簡(jiǎn)單，噴嘴次之，文丘里管、文丘里噴嘴Zui為復(fù)雜，造價(jià)也高，所需的直管長(zhǎng)度較短。

3. 節(jié)流裝置的安裝

(1) 應(yīng)該使節(jié)流元件的開(kāi)孔與管道的軸線同心，并使其端面與管道的軸線垂直。

(2) 在節(jié)流元件前后長(zhǎng)度為管徑 2 倍的一段管道內(nèi)壁上，不應(yīng)有明顯的粗糙或不平。

(3) 節(jié)流元件的上下游必須配置一定長(zhǎng)度的直管。

(4) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 ( 孔板、噴嘴 ) ，一般只用于直徑 d 大于 50 mm 的管道中。

( 三 ) 差壓檢測(cè)及顯示

    節(jié)流元件將管道中流體的流量轉(zhuǎn)換為壓差，該壓差由導(dǎo)管引出，送給差壓計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。用于流量測(cè)量的差壓計(jì)形式很多，如雙波紋管差壓計(jì)、膜盒式差壓計(jì)、差壓變送器等，其中差壓變送器使用的Zui多。

    由于流量與差壓之間具有開(kāi)方關(guān)系，為指示方便，常在差壓變送器后增加一個(gè)開(kāi)方器，使輸出電流與流量變成線性關(guān)系，再送顯示儀表進(jìn)行顯示。差壓式流量檢測(cè)系統(tǒng)的組成框圖如圖2-14 所示。

( 四 ) 差壓式流量計(jì)的投運(yùn)

差壓式流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢，經(jīng)檢測(cè)校驗(yàn)無(wú)誤后，就可以投入使用。

    開(kāi)表前，必須先使引壓管內(nèi)充滿液體或隔離液，引壓管中的空氣要通過(guò)排氣閥和儀表的放氣孔排除干凈。

    在開(kāi)表過(guò)程中，要特別注意差壓計(jì)和差壓變送器的彈性元件不能受突然的壓力沖擊，更不要處于單向受壓狀態(tài)。差壓式流量計(jì)的測(cè)量示意圖如圖2-15 所示，下面說(shuō)明投運(yùn)步驟。

(1) 打開(kāi)節(jié)流裝置引壓口截止閥 1 和 20

(2) 打開(kāi)平衡閥 5 ，并逐漸打開(kāi)正壓側(cè)切斷閥 3 ，使差壓計(jì)的正、負(fù)壓室承受同樣的壓力。

(3) 開(kāi)啟負(fù)壓側(cè)切斷閥 4 ，并逐漸關(guān)閉平衡閥 5 ，儀表投入使用。

儀表停運(yùn)時(shí)，與投運(yùn)步驟相反。

在運(yùn)行中，如需在線校驗(yàn)儀表的零點(diǎn)，只需打開(kāi)平衡閥 5 ，關(guān)閉切斷閥 3, 4 即可。

其他流量?jī)x表

1. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)

   轉(zhuǎn)子流量計(jì)是改變流通面積測(cè)量流量的Zui典型儀表，特別適合于測(cè)量小管徑中潔凈介質(zhì)的流量，且流量較小時(shí)測(cè)量精度也較高。

2. 橢圓齒輪流量計(jì)

    橢圓齒輪流量計(jì)是容積式流量計(jì)中的一種，它對(duì)被測(cè)流體的茹度變化不敏感，特別適合高黏度的流體( 如重油、聚乙烯醇、樹脂等 ) ，甚至糊狀物的流量測(cè)量。橢圓齒輪流量計(jì)的主要部件是測(cè)量室 ( 即殼體 )和安裝在測(cè)量室內(nèi)的兩個(gè)互相嚙合的橢圓齒輪 a 和 b ，兩個(gè)齒輪分別繞自己的軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)，與殼體構(gòu)成封閉的月牙形空腔。

    當(dāng)流體流過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)時(shí)，由于要克服阻力將會(huì)引起壓力損失，而使得出口側(cè)壓力小于進(jìn)口側(cè)壓力，在此壓力差作用下，產(chǎn)生作用力矩而使橢圓齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

3. 電磁流量計(jì)

    應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律作為檢測(cè)原理的電磁流量計(jì)，是目前化工生產(chǎn)中檢測(cè)導(dǎo)電液體的常用儀表。圖2-18 為電磁流量計(jì)原理圖，將一個(gè)直徑為 d的管道放在一個(gè)均勻磁場(chǎng)中，并使之垂直于磁力線方向。管道由非導(dǎo)磁材料制成，如果是金屬管道，內(nèi)壁上要裝有絕緣襯里。當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中流動(dòng)時(shí)，便會(huì)切割磁力線。在管道兩側(cè)各插入一根電極，則可以引出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小與磁場(chǎng)、管道和液體流速有關(guān)，由此可得出流經(jīng)管道的介質(zhì)的流量。

4. 渦輪流量計(jì)

    渦輪流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、測(cè)量范圍廣、耐壓高、溫度適應(yīng)范圍廣、壓力損失小、維修方便、體積小、質(zhì)量小的特點(diǎn)。一般用來(lái)測(cè)量封閉管道中低茹度液體或其他的體積流量或總量。渦輪流量計(jì)由渦輪流量變送器和顯示儀表兩部分組成。其中，渦輪變送器包括殼體、渦輪、導(dǎo)流器、磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器和前置放大器幾部分。

被測(cè)流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪的轉(zhuǎn)速與流量的大小成正比。

5. 漩渦流量計(jì)

    漩渦流量計(jì)是根據(jù)流體震動(dòng)原理而制成的一種測(cè)量流體流量的儀表，它具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)可動(dòng)部件、維修簡(jiǎn)單、量程比寬、使用壽命長(zhǎng)、幾乎不受被測(cè)介質(zhì)的壓力、溫度、密度、砧度等因素影響等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。漩渦流量計(jì)由測(cè)量管與變送器兩部分組成，如圖2-20所示。當(dāng)被測(cè)流體進(jìn)人測(cè)量管，通過(guò)固定在殼體上的螺旋導(dǎo)流架后，形成一股具有旋轉(zhuǎn)中心的渦流。在螺旋導(dǎo)流架后檢測(cè)元件處，因測(cè)量管逐漸收縮，而使渦流的前進(jìn)速度和渦旋逐漸加強(qiáng)。在此區(qū)域內(nèi)，流體中心是一束速度很高的漩渦流，沿著測(cè)量管中心線運(yùn)動(dòng)。在檢測(cè)元件后，由于測(cè)量管內(nèi)腔突然變大，流速突然急劇減緩，導(dǎo)致部分流體形成回流。

各種流量檢測(cè)元件及儀表的使用

    流量測(cè)量元件及儀表的選用應(yīng)根據(jù)工藝條件和被測(cè)介質(zhì)的特性來(lái)確定。要想合理選用檢測(cè)元件及儀表，必須全面了解各類檢測(cè)元件及流量?jī)x表的特點(diǎn)和正確認(rèn)識(shí)它們的性能。各類流量檢測(cè)元件及儀表和被測(cè)介質(zhì)特性關(guān)系見(jiàn)表2-6 。