旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理
■ 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
對(duì)于氣體的計(jì)量,由于其密度受溫度、壓力的影響較大,為了能準(zhǔn)確計(jì)量氣體介質(zhì)的體積流量,必須同時(shí)跟蹤檢測(cè)介質(zhì)的溫度和壓力,并將不同情況下的氣體流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量。隨著科技發(fā)展,旋進(jìn)旋渦流量計(jì)已由非智能型發(fā)展到智能型,功能進(jìn)一步完善,穩(wěn)定性也進(jìn)一步加強(qiáng)。下面簡(jiǎn)單介紹一下智能旋進(jìn)旋渦氣體流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
(1)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)主要由四大部件組成:
1)旋進(jìn)旋渦流量傳感器,由旋渦發(fā)生體、殼體、旋渦檢測(cè)組體、除旋整流器組成;
2)流量積算儀,由外殼、溫度接口、壓力接口、顯示窗口、輸出接口組成;
3)溫度傳感器組件;
4)壓力傳感器組件。
(2)主要特點(diǎn)
1)集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體,可檢測(cè)工作介質(zhì)的溫度、壓力和流量,并進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償和壓縮因子自動(dòng)修正,可直接檢測(cè)氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或飽和蒸汽的質(zhì)量流量。
2)無機(jī)械可動(dòng)件,不易腐蝕,可靠度及穩(wěn)定性好,長(zhǎng)期工作無須維護(hù)。
3)溫度、壓力以及流量等參數(shù)可顯示于LCD屏上,又可用4~20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸出與其他自動(dòng)化系統(tǒng)接口。
4)機(jī)內(nèi)可憑內(nèi)置電池工作,又可由外接電源供電運(yùn)行。
5)具有防爆功能,可用于有爆炸性危險(xiǎn)的場(chǎng)所。
■ 工作原理
流量傳感器工作原理:旋進(jìn)旋渦流量計(jì)屬于速度式測(cè)量?jī)x表。它通過測(cè)量與流量成正比的頻率信號(hào),來測(cè)量流體的體積流量。進(jìn)入流量計(jì)的流體,通過旋渦發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流,旋渦流在文丘利管中旋進(jìn),至收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速。
智能旋進(jìn)漩渦流量計(jì)主要用于氣體的測(cè)量,積算儀中微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償,并自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正。
■ 工作原理圖
流量計(jì)的壓力損失
由于旋進(jìn)旋渦流量計(jì)通過節(jié)流段使旋渦流加速,因此必然存在壓力損失的問題。目前有式(1)、(2)兩種計(jì)算壓力損失的方法。
(1) △P=ρ/(1.205) △P0
(2) △P=37ρQv/DN4
式中:
△P—流量計(jì)的實(shí)際壓力損失,KPa;
Ρ—工況下的介質(zhì)密度,Kg/m3;
△P0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,介質(zhì)為干空氣時(shí)的壓力損失,KPa;
Qv—介質(zhì)流量,m3/s;
DN—管線的公稱直徑,m。
經(jīng)過反復(fù)計(jì)算得出結(jié)論:利用公式(2)進(jìn)行壓力損失的計(jì)算,進(jìn)行儀表選型能夠與實(shí)際相符合;
使用過程中存在的問題
1、計(jì)量工藝流程存在的問題;
2、壓力傳感器選擇不合適引起的誤差;
3、溫度、壓力傳感器零點(diǎn)漂移引起的誤差;
4、環(huán)境溫度的影響。
為保證計(jì)量精度采取的措施和建議
1、嚴(yán)格按照流量計(jì)安裝要求進(jìn)行安裝。在介質(zhì)中含有原油和微量顆粒雜質(zhì)的情況下,力爭(zhēng)垂直安裝,防止原油顆粒雜質(zhì)淤積在旋渦發(fā)生體內(nèi),引起計(jì)量誤差。在冬季流量計(jì)殼體要進(jìn)行保溫,以免積液,如有積液現(xiàn)象要及時(shí)放水。
2、對(duì)于壓縮機(jī)往復(fù)泵干擾造成的脈動(dòng)流采取遠(yuǎn)離干擾源頭計(jì)量是有效的方法。如條件不允許的情況下可在往復(fù)壓縮機(jī)管道的適當(dāng)部位安裝孔板是消減現(xiàn)場(chǎng)管道內(nèi)壓力脈動(dòng)的有效措施。 具體做法是在足夠容積的容器入口法蘭處,根據(jù)量好的實(shí)際情況安裝恰當(dāng)尺寸的孔板(孔板尺寸根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)定),把原管道中的駐波改換成行波,從而降低壓力脈動(dòng)達(dá)到減小波幅的效果。
3、定期標(biāo)定
根據(jù)該公司實(shí)際情況,現(xiàn)用的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)檢定周期為一年,對(duì)懷疑有問題的流量計(jì)要及時(shí)標(biāo)定,以保證溫度、壓力傳感器及其他部件正常工作。
4、加強(qiáng)計(jì)量?jī)x表的日常管理。定期檢查計(jì)量工藝流程狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。
渦街流量計(jì)案例分析
故障現(xiàn)象:渦街流量計(jì)在運(yùn)行中流量顯示總是超上限,其顯示的流量比實(shí)際流量值大幾倍。
故障分析:渦街流量計(jì)安裝在空壓機(jī)出口處,當(dāng)開機(jī)時(shí)較大,導(dǎo)致測(cè)量直管段的振動(dòng),振動(dòng)造成流量比實(shí)際流量值大幾倍;由此可見管道的振動(dòng)對(duì)流量計(jì)有很大的影響,因此必須解決管道的振動(dòng)問題。
故障處理:為解決的振動(dòng)對(duì)管道的影響,在空壓機(jī)的出口管道上安裝了防振波紋管,管道的振動(dòng)有所降低,但是流量計(jì)仍然不能準(zhǔn)確計(jì)量。后來又在流量計(jì)接口處安裝防震波紋管,取得很好的效果;空壓機(jī)出口zui大壓力為0.8MPa,因此選用了耐壓1.6 MPa的防振接頭,在防振接頭能承載大壓力的條件下徑向不變形,這樣就確保渦街流量計(jì)傳感器位置相對(duì)穩(wěn)定。
故障現(xiàn)象:渦街流量計(jì)在運(yùn)行中流量顯示一直都很正常,數(shù)據(jù)也較準(zhǔn)確。一次用戶檢修,關(guān)死了流量計(jì)前端閥門后,流量計(jì)仍然有流量顯示。
故障分析 :
( 1) 檢查流量計(jì)設(shè)置參數(shù)是否正確。
(2)檢查流量計(jì)的工作環(huán)境,發(fā)現(xiàn)附近有大功率電機(jī),懷疑是大功率電機(jī)產(chǎn)生電磁信號(hào)干擾;檢修屏蔽線接觸良好,調(diào)整流量計(jì)內(nèi)部參數(shù),故障依舊。
(3)后來發(fā)現(xiàn)流量計(jì)一直顯示50Hz的頻率信號(hào),根據(jù)Q=f×3.6/kτ(m3/h)其結(jié)果正好與儀表瞬時(shí)流量值一致,因此懷疑受工作電源交流信號(hào)的影響;根據(jù)流量計(jì)使用手冊(cè)提示的處理方法:當(dāng)有50Hz和60Hz電源頻率疊加在信號(hào)波形上,可適當(dāng)使流量計(jì)完全接地,將轉(zhuǎn)換器和傳感器完全接地,仍然有流量顯示。
故障處理:從供電電源著手,將普通的穩(wěn)壓電源換成開關(guān)電源,故障消除。(開關(guān)電源與普通電源相比,有吸收濾波系統(tǒng),能吸收各種高頻低頻交流信號(hào)的干擾)另外,根據(jù)故障原因,可以在流量計(jì)前加裝隔離型配電器,也可以起到抗干擾作用。
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