隨著現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展,各種類(lèi)型流量計(jì)層出不窮,測(cè)量精度不斷提高,使用范圍擴(kuò)大,安裝維護(hù)日益簡(jiǎn)單。本文推出的LUGB渦街流量計(jì)以其測(cè)量范圍廣,測(cè)量精度高,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的水、蒸汽、壓縮空氣等介質(zhì)的測(cè)量。本文從儀表結(jié)構(gòu)、工作原理、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等方面論述了該類(lèi)儀表的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用。
1、結(jié)構(gòu)組成及工作原理
如圖1所示:渦街流量計(jì)由渦街發(fā)生體(三角柱)、檢測(cè)頭、表體、連接支柱、檢測(cè)放大器等組成。
圖1 渦街流量計(jì)組成
LUGB型渦街流量傳感器是應(yīng)用卡門(mén)渦街原理和現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)制造的一種流量傳感器。適用于各行業(yè)的液體、氣體、蒸汽流量的計(jì)量,并且可測(cè)量含有雜質(zhì)、微小顆粒的混濁液體。
當(dāng)被測(cè)流體流經(jīng)漩渦發(fā)生體時(shí),在發(fā)生體的后部?jī)蓚?cè)交替產(chǎn)生兩列漩渦,形成“渦街”如圖2所示。該漩渦的發(fā)生頻率與流體的速度成正比,在一定的條件下符合下式:
式中:f:漩渦發(fā)生頻率St:斯特勞哈爾數(shù)V:流速d:漩渦發(fā)生體的寬度
圖2 渦街示意圖
漩渦在漩渦發(fā)生體后部產(chǎn)生交替變化的脈動(dòng)壓力,由壓電信號(hào)傳感器將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)過(guò)變送器處理后變換成為脈沖或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。
2、技術(shù)特點(diǎn)
(1)流量測(cè)量范圍廣,計(jì)量精度高,壓力損失小。公稱直徑DN10~DN500。
(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件、工作可靠、耐久性好、壽命長(zhǎng)。
(3)計(jì)量精度不受流體壓力、粘度、密度的影響。廣泛應(yīng)用與工業(yè)測(cè)量,精度等級(jí)達(dá)到0.5級(jí)。
(4)抗環(huán)境震動(dòng)性強(qiáng)。可測(cè)溫度最高可達(dá)+380℃。
(5)信號(hào)輸出電流+-4~20mA,脈沖信號(hào),HART協(xié)議等,使用范圍廣。
(6)適用于氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)。
電磁流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)很多,應(yīng)用非常廣泛,但若選型、安裝、使用不當(dāng),將會(huì)引起誤差增大,示值不穩(wěn)定,甚至表體損壞??偨Y(jié)多年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),得出電磁流量計(jì)誤差產(chǎn)生的原因主要有下面幾個(gè)方面。
一、電磁流量計(jì)管內(nèi)液體未充滿
由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良,致使其測(cè)量管內(nèi)液體未能充滿,故障現(xiàn)象因不充滿程度和流動(dòng)狀況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流,故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加,即流量測(cè)量值與實(shí)際值不符;若流動(dòng)是氣泡流或塞狀流,故障現(xiàn)象除測(cè)量值與實(shí)際值不符外,還會(huì)因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現(xiàn)輸出晃動(dòng);若水平管道分層流動(dòng)中流通截面積氣體部分增大,即液體未滿管程度增大,也會(huì)出現(xiàn)輸出晃動(dòng),若液體未滿管情況較嚴(yán)重,以致液面在電極以下,則會(huì)出現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn)象。這類(lèi)故障原因在制造廠售后服務(wù)事例中是經(jīng)常碰到的,當(dāng)屬工程設(shè)計(jì)之誤。
二、液體中含有固體
液體中含有粉狀、顆?;蚶w維等固體,可能產(chǎn)生的故障有;①漿液噪聲;②電極表面玷污;③導(dǎo)電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里;④襯里被磨損或被沉積物覆蓋,流通截面積縮小。電磁流量傳感器測(cè)量管絕緣襯里若沉積導(dǎo)電物質(zhì),流量信號(hào)將被短路而使儀表失效。由于導(dǎo)電物質(zhì)是逐漸沉積,本類(lèi)故障通常不會(huì)出現(xiàn)在調(diào)試期,而要運(yùn)行一段時(shí)期后才顯露出來(lái)。
三、有可能結(jié)晶的液體,電磁流量計(jì)應(yīng)慎用
有些易結(jié)晶化工物料在溫度正常的情況下能正常測(cè)量,由于輸送流體的導(dǎo)管都有良好的伴熱保溫,在保溫工作時(shí)不會(huì)結(jié)晶,但是電磁流量傳感器的測(cè)量管難以實(shí)施伴熱保溫,因此,流體流過(guò)測(cè)量管時(shí)易因降溫而引起內(nèi)壁結(jié)上一層固體。由于改用其他原理的流量計(jì)測(cè)量也同樣存在結(jié)晶問(wèn)題,所以在無(wú)其他更好方法的情況下,可選用測(cè)量管長(zhǎng)度非常短的一種“環(huán)形”電磁流量傳感器,并將流量計(jì)的上游管道伴熱保溫予以強(qiáng)化。在管道連接方法上,考慮流量傳感器拆裝方便,在一旦結(jié)晶時(shí)能方便地拆下維護(hù)。
四、電極和接地環(huán)材質(zhì)選擇不當(dāng)引發(fā)的問(wèn)題
因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計(jì)與介質(zhì)接觸的零部件有電極與接地環(huán),匹配失當(dāng)除耐腐蝕問(wèn)題外,只要是電極表面效應(yīng)。表面效應(yīng)應(yīng)有:
?、倩瘜W(xué)反應(yīng)(表面形成鈍話膜等);
?、陔娀瘜W(xué)和極化現(xiàn)象(產(chǎn)生電勢(shì));
?、塾|媒作用(電極表面生成氣霧等)。接地環(huán)也有這些效應(yīng),但影響程度要小一些。
五、液體電導(dǎo)率超過(guò)允許范圍引發(fā)的問(wèn)題
液體導(dǎo)電率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象。因?yàn)橹圃鞆S儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測(cè)出的最低值,而實(shí)際條件不可能都很理想,于是就多次遇到低度蒸餾水或去離子水,其導(dǎo)電率接近電磁流量計(jì)規(guī)范規(guī)定的下限值5,使用時(shí)卻出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。通常認(rèn)為能穩(wěn)定測(cè)量的導(dǎo)電率下限值要高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。液體電導(dǎo)率可查閱有關(guān)手冊(cè),缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)則可取樣用電導(dǎo)率儀測(cè)定。但有時(shí)候也有從管線上取樣去實(shí)驗(yàn)室測(cè)定認(rèn)為可用,而實(shí)際電磁流量計(jì)不能工作的情況。這是由于測(cè)電導(dǎo)率時(shí)的液體與管線內(nèi)液體已有差別,譬如液體已吸收了大氣中的CO2或NO,生成碳酸或硝酸,電導(dǎo)率增大。對(duì)于含有顆?;蚶w維液體產(chǎn)生的噪聲漿液,采取提高激勵(lì)頻率的方法能有效地改善輸出晃動(dòng)。有的頻率可調(diào)的IFM3080F型DN300電磁流量計(jì),測(cè)量濃度3.5%瓦楞紙板漿液,在現(xiàn)場(chǎng)以不同激勵(lì)頻率測(cè)量所顯示瞬時(shí)流量晃動(dòng)量。當(dāng)頻率較低,為50/32Hz時(shí),晃動(dòng)高達(dá)10.7%;頻率提高到50/2Hz,晃動(dòng)降低至1.9%,效果十分明顯。
孔板流量計(jì)安裝的基本要求,首先應(yīng)做好各項(xiàng)設(shè)備的檢查,確保按裝的順利進(jìn)行。
1、孔板在安裝前應(yīng)檢查節(jié)流裝置編號(hào)和尺寸是否符合管道安裝位置的要求。
2、新裝管路系統(tǒng),必須在管道沖洗和掃線后再進(jìn)行孔板的安裝。
3、注意孔板安裝方向“+”號(hào)應(yīng)該向著流束。
安裝時(shí)的注意
1、中心應(yīng)該和管道中心線相重合,同心度誤差不得超過(guò)0.015(1/β -1)的數(shù)值。
2、孔板在管道中安裝時(shí)應(yīng)保證其端面與管道軸線垂直、垂直度誤差不得超過(guò)±1°。
3、夾緊孔板用的密封墊片(包括環(huán)室與法蘭、環(huán)室與孔板間),在夾緊后,不得突入管道內(nèi)壁。
4、孔板安裝處必須嚴(yán)密,不允許有泄漏現(xiàn)象存在。因此,安裝工作必須在管道試壓前進(jìn)行。
5、導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè),其傾度不得小于1:12。粘度較高的流體,其傾斜度還應(yīng)增大。當(dāng)差壓訊號(hào)傳送距離大于3米時(shí),導(dǎo)壓管應(yīng)分段傾斜,并在各最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分別裝設(shè)集氣器和沉降器。
6、為了避免差壓訊號(hào)傳送失真,正負(fù)導(dǎo)壓管應(yīng)盡量靠近敷設(shè),嚴(yán)寒地區(qū)還應(yīng)采取防凍措施。可采用電熱或蒸氣保溫,但要防止被測(cè)介質(zhì)過(guò)熱汽化和在導(dǎo)壓管中產(chǎn)生氣體造成假差壓。
7、安裝在垂直主管道上時(shí),取壓口位置,可在取壓裝置的平面上任意選擇??装灏惭b在水平或傾斜的主管道內(nèi),取壓口位置。
8、導(dǎo)壓管按被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)而選擇耐壓、耐腐蝕的材料制造,其內(nèi)徑不得小于6毫米,長(zhǎng)度可以在16米之內(nèi)。表二規(guī)定了不同介質(zhì)時(shí)導(dǎo)壓管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度,可供選擇時(shí)參考。意事項(xiàng):
1、測(cè)量時(shí),儀器應(yīng)根據(jù)情況選擇好正確檔位,兩手平握聲級(jí)計(jì)兩側(cè),傳聲器指向被測(cè)聲源,也可使用延伸電纜和延伸桿,減少聲級(jí)計(jì)外型及人體對(duì)測(cè)量的影響。聲級(jí)計(jì)使用位置應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)定確定。
2、聲級(jí)計(jì)使用電池供電,應(yīng)檢查電池電壓是否滿足要求:電表功能開(kāi)關(guān)置"電池"檔,"衰減器"可任意設(shè)置,此時(shí)電表上的指示應(yīng)在額定的電池電壓范圍內(nèi),否則需要更換電池。安裝電池或外接電源注意極性,切勿反接。長(zhǎng)期不用應(yīng)取下電池,以免漏液損壞儀器