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流量計(jì)又分為有差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節(jié)流式流量計(jì)、細(xì)縫流量計(jì)、容積流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。按介質(zhì)分類:液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)。
流量測量方法和儀表的種類繁多,分類方法也很多。2011年以前可供工業(yè)用的流量儀表種類達(dá)60種之多。品種如此之多的原因就在于沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表,但是隨著時(shí)代的進(jìn)步,這個(gè)科技大爆炸的時(shí)代里,終于出現(xiàn)了一個(gè)新產(chǎn)品-質(zhì)量流量計(jì),質(zhì)量流量計(jì)適用于任何流體、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件,只是價(jià)格比較昂貴,無法在所以工業(yè)中都得普及。
舊式的60多種流量儀表,每種產(chǎn)品都有它特定的適用性,也都有它的局限性。按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類;按測量目的又可分為總量測量和流量測量,其儀表分別稱作總量表和流量計(jì)。
此外,按測量原理可分為如下幾個(gè)大類:
1、力學(xué)原理:屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉(zhuǎn)子式;利用動(dòng)量定理的沖量式、可動(dòng)管式;利用牛頓二定律的直接質(zhì)量式;利用流體動(dòng)量原理的靶式;利用角動(dòng)量定理的渦輪式;利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式;利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。
2、電學(xué)原理:用于此類原理的儀表有電磁式、差動(dòng)電容式、電感式、應(yīng)變電阻式等。
3、聲學(xué)原理:利用聲學(xué)原理進(jìn)行流量測量的有超聲波式.聲學(xué)式(沖擊波式)等。
4、熱學(xué)原理:利用熱學(xué)原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。
5、光學(xué)原理:激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。
6、原子物理原理:核磁共振式、核輻射式等是屬于此類原理的儀表.
7、其它原理:有標(biāo)記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關(guān)原理等。
本文按照目前流行、廣泛的分類法分別來闡述各種流量計(jì)的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用概況及國內(nèi)外的發(fā)揮在那情況:
靶式
靶式流量計(jì)是基于力學(xué)原理的一種流量計(jì),它在工業(yè)上的開發(fā)應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。新型SBL靶式流量計(jì)是在傳統(tǒng)靶式流量計(jì)的基礎(chǔ)上,隨著新型傳感器、微電子技術(shù)的發(fā)展研制開發(fā)成的新型電容力感應(yīng)式流量計(jì),它既有孔板、渦街等流量計(jì)無可動(dòng)部件的特點(diǎn),同時(shí)又具有很高的靈敏度、與容積式流量計(jì)相媲美的準(zhǔn)確度,量程范圍寬。[3]
中國于20世紀(jì)70年代開發(fā)電動(dòng)、氣動(dòng)靶式流量變送器它是電動(dòng)、氣動(dòng)單元組合儀表的檢測儀表。由于當(dāng)時(shí)力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機(jī)構(gòu),這種流量計(jì)使用時(shí)不免帶來力平衡機(jī)構(gòu)本身所造成的諸多缺陷,如零位易漂移,測量精 確度低,杠桿機(jī)構(gòu)可靠性差等。由于力平衡機(jī)構(gòu)性能不佳的拖累,靶式流量計(jì)本身的許多優(yōu)點(diǎn)亦未能得有效的發(fā)揮,至今用戶對舊靶式流量計(jì)的不良印象仍未消除。
新型SBL靶式流量計(jì)的力轉(zhuǎn)換器采用應(yīng)變式力轉(zhuǎn)換器,它完全消除了上述力平衡機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn),新型靶式流量計(jì)還把微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到信號轉(zhuǎn)換器和顯示部分,流量計(jì)具有一系列優(yōu)點(diǎn),相信今后在眾多流量計(jì)中發(fā)揮重要的作用。
差壓式
差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件與流體相互作用產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計(jì)算流量的儀表。
差壓式流量計(jì)由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)換器和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計(jì)分類,如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)、皮托管原理式-畢托巴流量計(jì)等。
二次裝置為各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓計(jì),差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化(系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化)程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數(shù),也可測量其它參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計(jì)的檢測件按其作用原理可分為:節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓頭式、動(dòng)壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分為二大類:標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的。
所謂標(biāo)準(zhǔn)檢測件是只要按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用,無須經(jīng)實(shí)流標(biāo)定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標(biāo)準(zhǔn)檢測件是成熟程度較差的,尚未列入國際標(biāo)準(zhǔn)中的檢測件。差壓式流量計(jì)是一類應(yīng)用廣泛的流量計(jì),在各類流量儀表中其使用量占居******。由于各種新型流量計(jì)的問世,它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降,但目前仍是重要的一類流量計(jì)。
差壓式流量計(jì)流體體積流量公式為:
v=aA √2/j(p-q)
v--體積
j--液體密度
a--流量系數(shù),與流道尺寸 取壓方式和流速公布有關(guān)
A--孔板開孔面積
p-q--壓力差
優(yōu)點(diǎn):
(1)應(yīng)用多的孔板式流量計(jì)結(jié)構(gòu)牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長;
(2)應(yīng)用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計(jì)可與之相比擬;
(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
缺點(diǎn):
(1)測量精度普遍偏低;
(2)范圍度窄,一般***3:1~4:1;
(3)現(xiàn)場安裝條件要求高;
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
注:一種新型產(chǎn)品:引進(jìn)美國航天航空局而開發(fā)的平衡流量計(jì),這種流量計(jì)的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的5-10倍,永 久壓力損失1/3。壓力恢復(fù)快2倍,小直管段可以小至1.5D,安裝和使用方便,大大減少流體運(yùn)行的能力消耗。
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