超聲波流量計(jì)工作原理
無(wú)論是差壓式、靶式、渦輪、電磁或容積等型式，從原理上看都足測(cè)量容積流量的。由于流體的容積大小受其溫度、壓力等參數(shù)的影響，當(dāng)被測(cè)流體的溫度、壓力坐化時(shí)，應(yīng)把所測(cè)量的容積流量換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)或某一約定狀態(tài)下的相應(yīng)值。但事實(shí)上當(dāng)溫度、壓力頻繁變動(dòng)時(shí)，進(jìn)行及時(shí)的換算是很困難的，有時(shí)是不可能的。 因此，希望用質(zhì)量流量計(jì)來(lái)測(cè)量質(zhì)量流量。另外、在實(shí)際生產(chǎn)中，由于要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量控制、對(duì)生產(chǎn)過程中各種物料混合比率進(jìn)行測(cè)定、成本核算以及對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)等，也必須了解質(zhì)量流量。隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化水平的提高，例如實(shí)現(xiàn)大型發(fā)電機(jī)組的全程自啟停、對(duì)核電站氣、液二相流的規(guī)定，以及對(duì)電廠熱力經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)等，都使得質(zhì)量流量測(cè)量技術(shù)日益重要.
質(zhì)量流量計(jì)分間接式〔推導(dǎo)式〕和直接式兩類。根據(jù)式(10 -1)測(cè)量質(zhì)量流量的儀表，必須先測(cè)量積流量再乘被測(cè)流體的密度，通過密度計(jì)和乘法器實(shí)現(xiàn)，這種儀表稱為間接式質(zhì)量流量計(jì)或推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)。日前, 密度計(jì)由于結(jié)構(gòu)和元件特性的限制，在高溫、高壓下尚不能運(yùn)用．只能采用固定的密度數(shù)值乘容積流量。眾所周知，介質(zhì)密度隨著壓力、溫度的變化而異,在變動(dòng)工況下采用固定的密度值將帶來(lái)較大的質(zhì)量流量測(cè)量誤差，故必須進(jìn)行參數(shù)補(bǔ)償，據(jù)此發(fā)展了溫度、壓力補(bǔ)償式流量計(jì)。檢測(cè)出被測(cè)流體的溫度、壓力，然后按一定的數(shù)學(xué)模型自動(dòng)換算出相應(yīng)的密度值, 得到密度值與容積流量值的乘積便可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量測(cè)量，故稱為溫度、壓力補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)。溫度、壓力補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)是當(dāng)前工業(yè)上普遍應(yīng)用的一種推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)的特殊形式。
直接式質(zhì)量流量汁，是由檢測(cè)元件直接反映質(zhì)量流量的儀表，目前巳利用不同原理開發(fā)出多種類型，如動(dòng)量及動(dòng)量矩式、慣性力式、科里奧利力式、差壓式、振動(dòng)式、熱式等。每一種型式又有多種結(jié)構(gòu)，例如差壓式有: 烏格努斯質(zhì)量流量計(jì)、振動(dòng)皮托管質(zhì)量流量計(jì)、粉體橋式質(zhì)量流星計(jì)，流體涌出形質(zhì)量流量計(jì)等．振動(dòng)式有：懸臂振動(dòng)及旋轉(zhuǎn)振動(dòng)型質(zhì)量流量計(jì)、表面進(jìn)行波型質(zhì)量流量計(jì)等. 型式繁多難以一 一敘述?，F(xiàn)僅就常見的應(yīng)用較多的型式進(jìn)行簡(jiǎn)述，對(duì)有代表性的結(jié)構(gòu)作重點(diǎn)介紹。
目前常見的直接式質(zhì)量流量計(jì)有雙渦輪質(zhì)量流量計(jì)、動(dòng)量矩式質(zhì)量流量計(jì)、慣性力式質(zhì)景流量計(jì)、科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)以及熱式質(zhì)量流量計(jì)等。
雙渦輪質(zhì)量流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理是，兩個(gè)由彈簧連接的渦輪,受流體本身的流動(dòng)能量沖擊而旋轉(zhuǎn)，因兩渦輪葉后螺旋傾角不同而造成力矩差，該力矩差由連接彈簧所平衡，并使兩渦輪間形成扭角，扭角的大小與質(zhì)量流量成比例，測(cè)量因扭角造成的信號(hào)時(shí)間差，可得質(zhì)量流量。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)元件利用內(nèi)能源工作, 不需外加能量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)彈性元件的性能要求較高，且需在設(shè)計(jì)上考慮消除流體受個(gè)渦輪擾動(dòng)后對(duì)第二個(gè)渦輪的影響，以及在流體擾動(dòng)影響下兩個(gè)渦輪之間可能發(fā)生的扭曲振動(dòng)。
動(dòng)量矩式和慣性力式質(zhì)量流量計(jì)是根據(jù)牛頓第二定律的原理制作的，從力學(xué)角度來(lái)說，質(zhì)量是物體慣性的量度。物體受外力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，其變化量的大小與質(zhì)量有關(guān). 測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)時(shí)間的變化率； 即可測(cè)得質(zhì)量流量，據(jù)此可以創(chuàng)造多種結(jié)構(gòu)的質(zhì)設(shè)流量計(jì). 動(dòng)量矩式質(zhì)量流量汁是用流體動(dòng)量矩的變化反映質(zhì)量流量的. 其典型結(jié)構(gòu)是在儀表殼內(nèi)存一個(gè)主動(dòng)輪和一個(gè)從動(dòng)倫，分別裝在短軸上，電動(dòng)機(jī)以恒定角速度 驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪. 設(shè)流體的等效旋轉(zhuǎn)半徑為l ，則流體的平均流速 。若流體的質(zhì)量為m，則動(dòng)量矩J＝m = 。由于從動(dòng)輪被彈簧限制，不能旋轉(zhuǎn)，所以測(cè)出彈簧的制動(dòng)力短即可反映動(dòng)量矩。此動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間的變化率 . 因 系定值, 故測(cè)量 即可反映質(zhì)量流量M＝。而慣性方式質(zhì)量流量計(jì)一般是利用被則流體流經(jīng)以等速轉(zhuǎn)功的可動(dòng)測(cè)量管件時(shí)，得到一個(gè)附加加速度，從而可動(dòng)管件管壁受到流體給的與加速度反方向的慣性力，此慣性力與質(zhì)量流量成比例, 由測(cè)量慣性力或慣性力矩可測(cè)得質(zhì)量流量。與雙渦輪質(zhì)量流量計(jì)相比較，動(dòng)量矩和慣性力式質(zhì)量流量計(jì)都需要外能源才能工作。
1、安裝前應(yīng)將流量計(jì)中起運(yùn)輸保護(hù)作用的頂襯物取出。并檢查錐管有無(wú)破損，浮子能否自由上下移動(dòng)，確定正常后方可安裝。
2、玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)在使用安裝前，應(yīng)先檢查技術(shù)參數(shù)如：測(cè)量范圍，精確度等級(jí)，額定工作壓力，溫度等參數(shù)是否符合使用要求。
3、新裝的管路應(yīng)沖洗干凈。
4、使玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最小分度值處于下方，垂直安裝在無(wú)振動(dòng)的管道上，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的中心線與鉛垂線的夾角應(yīng)不超過5度。大口徑流量計(jì)由于較重，為避免管道彎曲，必要時(shí)可采取加固支承等措施。
5、安裝時(shí)需避免玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)受過大的外力傷害，如壓扭等力。
6、必要時(shí)根據(jù)使用中不同的工況，在轉(zhuǎn)子流量計(jì)的上游安裝過濾器，卡塞轉(zhuǎn)子流量計(jì)，以防雜質(zhì)玷污。
7、若流體不穩(wěn)定有脈動(dòng)流，為保證轉(zhuǎn)子流量計(jì)的良好測(cè)量可安裝緩沖器，以消除脈動(dòng)流。
8、轉(zhuǎn)子流量計(jì)在使用時(shí)，應(yīng)先緩慢旋開流量計(jì)上游管道上的控制閥門，然后用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，以免突然開啟造成浮子急速上升擊損錐管。
9、要想得到精確的測(cè)量精度，建議被測(cè)流體的常用流量應(yīng)在轉(zhuǎn)子流量計(jì)分度流量的60%以上可以。
渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力丟失小，量程計(jì)劃大，精度高，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。 常見問題疑問： 主要有：①指示長(zhǎng)時(shí)間不準(zhǔn)；②一向無(wú)指示；③指示大計(jì)劃不堅(jiān)定，無(wú)法讀數(shù)；④指示不回零；⑤小流量時(shí)無(wú)指示；⑧大流量時(shí)指示還可以，小流量時(shí)指示不準(zhǔn)；⑦流量改動(dòng)時(shí)指示改動(dòng)跟不上；⑧表面K系數(shù)無(wú)法判定，多處資料均紛歧同?！ 〗鉀Q方法涉及到以下方面： 1、選型方面的疑問。有些渦街傳感器在口徑選型上或許在計(jì)劃選型往后由于技能條件改變，使得選擇大了-個(gè)規(guī)范，實(shí)習(xí)選型應(yīng)選擇盡也許小的口徑，以前進(jìn)測(cè)量精度，這方面的原因主要同疑問①、③、⑥有關(guān)。比如，一條渦街管線計(jì)劃上供幾個(gè)設(shè)備運(yùn)用，由于技能有些設(shè)備有時(shí)候不運(yùn)用，構(gòu)成如今實(shí)習(xí)運(yùn)用流量減小，實(shí)習(xí)運(yùn)用構(gòu)成原計(jì)劃選型口徑過大，相當(dāng)于前進(jìn)了可測(cè)的流量下限，技能管道小流量時(shí)指示無(wú)法保證，流量大時(shí)還可以運(yùn)用，由于假設(shè)要從頭改造有時(shí)候難度太大。技能條件的改變僅僅暫時(shí)的?？陕?lián)絡(luò)參數(shù)的從頭整定以前進(jìn)指示準(zhǔn)確度?！ ?、設(shè)備方面的疑問。主要是傳感器前面的直管段長(zhǎng)度不可，影響測(cè)量精度，這方面的原因主要同疑問①有關(guān)。比如：傳感器前面直管段顯著短少，由于FIC203不用于計(jì)量，僅僅用于控制，故如今的精度可以運(yùn)用相當(dāng)于降級(jí)運(yùn)用?！ ?、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)差錯(cuò)，致使表面指示有誤。參數(shù)差錯(cuò)使得二次表面滿度頻率核算差錯(cuò)，這方面的原因主要同疑問①、③有關(guān)。滿度頻率相差不多的使得指示長(zhǎng)時(shí)間不準(zhǔn)，實(shí)習(xí)滿度頻率大干核算的滿度頻率的使得指示大計(jì)劃不堅(jiān)定，無(wú)法讀數(shù)，而資料上參數(shù)的紛歧同性又影響了參數(shù)的畢竟判定，畢竟通過從頭標(biāo)定聯(lián)絡(luò)互相比照判定了參數(shù)，處理了這一疑問?！ ?、二次表面缺點(diǎn)。這有些缺點(diǎn)較多，包含：一次表面電路板有斷線的當(dāng)?shù)?，量程設(shè)定有單個(gè)位閃現(xiàn)壞，K系數(shù)設(shè)定有單個(gè)位閃現(xiàn)壞，使得無(wú)法判定量程設(shè)定以及K系數(shù)設(shè)定，這有些原因主要向疑問①、②有關(guān)。通過批改相應(yīng)的缺點(diǎn)，疑問得以處理。 5、四路線路聯(lián)接疑問。有些回路表面上看線路聯(lián)接極好，細(xì)心檢查，有的接頭實(shí)習(xí)已松動(dòng)構(gòu)成回路間斷，有的接頭雖聯(lián)接很緊但由于副線疑問緊固螺釘卻緊固在了線皮上，也使得回路間斷，這有些原因主要同疑問②有關(guān)。 處理了相應(yīng)的線路疑問，存在的疑問也相應(yīng)處理?！ ?、二次表面與后續(xù)表面的聯(lián)接疑問。由于后續(xù)表面的疑問或許由于后續(xù)表面的維修，使得二次表面的mA輸出回路間斷，對(duì)于這類型的二次表面來(lái)說，這有些原因主要同疑問②有關(guān)。尤其是對(duì)于后續(xù)的記錄儀，在記錄儀長(zhǎng)時(shí)間損壞無(wú)法批改的情況下，一定要留心短接二次表面的輸出?！ ?、由于二次表面平軸電纜缺點(diǎn)構(gòu)成回路一向無(wú)指示。由于長(zhǎng)時(shí)間工作，再加上遭到塵埃的影響，構(gòu)成平軸電纜缺點(diǎn)，通過清洗或許更換平軸電線，疑問得以處理?！ ?、對(duì)于疑問⑦主要是由于二次表面閃現(xiàn)表頭線圈固定螺絲松，構(gòu)成表頭下沉，指針與表殼抵觸大，動(dòng)作不靈，通過調(diào)整表頭并從頭固定，疑問相應(yīng)處理。 9、運(yùn)用環(huán)境疑問。尤其是設(shè)備在地井中的傳感器有些，由于環(huán)境濕度大，構(gòu)成線路板受潮，這有些原因主要同疑問②、②有關(guān)。通過相應(yīng)的技改辦法，對(duì)有些環(huán)境濕度大的傳感器從頭作了把探頭有些與改換有些分別處理，改用了分別型傳感器，故善了工作環(huán)境，日前這有些表面工作出色?！ ?0、由于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校欠好，或許由于調(diào)校往后的實(shí)習(xí)情況的再改變。由于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)噪聲平衡調(diào)整以及靈敏度調(diào)整欠好?；蛟S由于調(diào)整往后工作一段時(shí)間往后現(xiàn)場(chǎng)情況的再改變，構(gòu)成指示疑問、這有些原因主要同疑問④、⑤有關(guān)。運(yùn)用示波器，加上聯(lián)絡(luò)技能工作情況，從頭調(diào)整?！ ?1、對(duì)于疑問⑧之所以獨(dú)自提出，是以于這一疑問長(zhǎng)時(shí)間影響了疑問的分析處理，由于東方化工廠不具有K系數(shù)標(biāo)定條件，K系數(shù)只能依據(jù)廠家供應(yīng)的資料，由于廠家本身的一些改變，構(gòu)成供應(yīng)的幾處資料上K系數(shù)不-致，影響了疑問處理。通過尋找條件從頭標(biāo)定，或許通過重復(fù)的批改比照，畢竟才判定了共同的表面參數(shù)。
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