德國寶德流量計又分為有差壓式流量計、轉子流量計,、節(jié)流式流量計,、細縫流量計、容積流量計,、電磁流量計,、超聲波流量計等。按介質(zhì)分類:液體流量計和氣體流量計,。
流量測量技術與儀表的應用大致有以下幾個領域,。
德國寶德BURKERT流量計分類與技術、儀表的應用:
工業(yè)生產(chǎn)
流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一,它被廣泛適用于冶金,、電力,、煤炭、化工,、石油,、交通、建筑,、輕紡,、食品、醫(yī)藥,、農(nóng)業(yè),、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領域,,是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),,節(jié)約能源,改進產(chǎn)品質(zhì)量,,提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位,。在過程自動化儀表與裝置中,流量儀表有兩大功用:作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表,。寶德流量計結構和原理的基礎上,,結合其技術特點和應用需求,從流量計算,、量值修正以及流量計技術選型和安裝要求等方面進行了較為系統(tǒng)的論述和研究,。
1 德流量計結構原理簡析
1.1 結構分析
寶德流量計由兩部件組成, 一是從下向上逐漸擴張的錐形管,,二是置于錐形管中,,可沿管中心線上下移動、密度比流體稍大的轉子(圖1 轉子流量計原理圖),。錐形管由玻璃,、塑料或金屬材質(zhì)制成。 玻璃或塑料材質(zhì)的錐形管上刻有流量刻度,,透過錐管可看到透明流體中轉子的位置及所對應的刻度值,; 金屬材質(zhì)錐形管中轉子位置通過磁性耦合等方式傳遞管外,在面板上顯示量值,。
1.2 工作原理
當測量流體的流量時,,流體從錐形管下端流入沖擊轉子,對它產(chǎn)生一個作用力,,力的大小隨流量大小而變化,;當流量足夠大時,所產(chǎn)生作用力將轉子托起,使之升高,;流體經(jīng)轉子與錐形管壁間的環(huán)形斷面從上端流出,。 當流體對轉子的作用力等于轉子重量時,轉子因受力平衡而停留在某一位置,;這個位置與流量有相互對應的關系,,據(jù)此位置,即可求得流量值,。
1.3 流量計算
寶德流量計轉子在錐形管中受三個力:重力,、動壓力和浮力,三力平衡時,,轉子重力 = 動壓力 + 浮力,。 當流速變大或變小時,轉子將向上或向下移動,,流體流動的截面積也發(fā)生變化,,直至達到平衡時對應的流速,轉子在新的位置上穩(wěn)定,。寶德流量計的安裝:
水平管道上進行安裝,,當介質(zhì)為空氣和氣體時,應安裝在上部160°的任何位置,,這樣可保證氣體中的液體不會進入導壓管,,盡量安裝在高于的位置,開表時進行排液操作,。
若為液體和蒸汽則在下部160°的任何位置,,對于液體可使任何氣泡進入管道中,當條件允許時只能裝在上部,,則開表時進行排氣操作(地下管道基本與此相同,,在地下管線中有淤泥的情況下,建議探頭應垂直安裝,,確保探頭兩邊介質(zhì)流動情況類似,,使取壓孔更不易堵),對于蒸汽則允許冷凝水進入導壓管流入冷凝管道中,,變送器必須盡量安裝在低于的位置,。寶德流量計在垂直管道上進行安裝,可安裝在圍繞垂直管道上的360°任何位置(滿足直管段),,注意在安裝完后校正探頭方向,,使探頭上的流體方向“→”與管道流體方向保持在3°以內(nèi)。
burkert寶帝流量計的輸出信號為與流量成正比的標準4-20mA信號和脈沖信號,。此外,,該變送器帶顯示器,、2個累加器(主累加器和輔累加器)和2個可自由編程的繼電器。帶2個繼電器輸出時,,該變送器就變成了開關控制器,。電池供電式可用于現(xiàn)場顯示流量值和累加值。burkert寶帝流量計不適宜安裝在強振動的場合是應用者廣為熟知的,,但在磁場頻繁變化的場合,,渦街流量傳感器會測出高于正常值的信號輸出。實踐證明,,在無氣體流動的現(xiàn)場,,當渦街流量傳感器處于變化的磁場中時在磁場變化的瞬間,渦輪流量計傳感器會感應出一個錯誤信號而輸出,,當變化結束,,儀表處于一個穩(wěn)定的磁場時,儀表則會輸出一個正常信號,。
BURKERT寶德流量測量的安全可靠,,首先是測量方式可靠,即取樣裝置在運行中不會發(fā)生機械強度或電氣回路故障而引起事故,;二是測量儀表無論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全,。例如,,對發(fā)電廠高溫高壓主蒸汽流量的測量,,其安裝于管道中的一次測量元件必須牢固,以確保在高速汽流沖刷下不發(fā)生機構損壞,。因此,,一般都優(yōu)先選用標準節(jié)流裝置,而不選用懸臂梁式雙重喇叭管或插入式BURKERT寶德流量計等非標準測速裝置,,以及結構強度低的靶式,、渦輪BURKERT寶德流量計等。燃油電廠和有可燃性氣體的場合,,應選用防爆型儀表,。
一般流量計選型可以從五個方面進行考慮,這五個方面為流量計儀表性能方面,、流體特性方面,、安裝條件方面、環(huán)境條件方面和經(jīng)濟因素方面,。
五個方面的詳細因素如下:
儀表性能方面:準確度,、重復性、線性度,、范圍度,、流量范圍,、信號輸出特性、響應時間,、壓力損失等,;
流體特性方面: 溫度、壓力,、密度,、粘度、化學腐蝕,、磨蝕性,、結垢、混相,、相變,、電導率、聲速,、導熱系數(shù),、比熱容,等熵指數(shù),;
安裝條件方面: 管道布置方向,,流動方向,檢測件上下游側直管段長度,、管道口徑,,維修空間、電源,、接地,、輔助設備(過濾器、消氣器),、安裝,、等;
環(huán)境條件方面:環(huán)境溫度,、濕度,、電磁干擾、安全性,、防爆,、管道振動等;
經(jīng)濟因素方面: 儀表購置費,、安裝費,、運行費、校驗費,、維修費,、儀表使用壽命,、備品備件等。
BURKERT寶德正確地選擇儀表的規(guī)格,,也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環(huán),。應特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度,,它應稍大于被測介質(zhì)的工作壓力,,一般取1.25倍,以保證不發(fā)生泄漏或意外,。量程范圍的選擇,,主要是儀表刻度上限的選擇。選小了,,易過載,,損壞儀表;選大了,,有礙于測量的準確性,。一般選為實際運行中大流量值的1.2一1.3倍。
(二)BURKERT寶德流量計儀表選型的步驟如下:
1,、依據(jù)流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型(要有幾種類型以便進行選擇),;
2、對初選類型進行資料及價格信息的收集,,為深入的分析比較準備條件,;
3、采用淘汰法逐步集中到1~2種類型,,對五個方面因素要反復比較分析終確定預選目標,。
流體特性主要指燃氣的壓力,、溫度,、密度、黏度,、壓縮性等,,由于煤氣的體積隨著溫度、壓力而變化,,應考慮是否要補償修正,。
儀表性能是指儀表的精度、重復性,、線性度,、量程比、壓力損失,、起始流量,、輸出信號及響應時間等,,選流量計時應對上述指標進行仔細分析比較,選擇能滿足計量介質(zhì)流量要求的儀表,。
安裝條件是指燃氣流向,、管道走向、上下游直管道長度,、管徑,、空間位置及管件等,這些都會影響燃氣煤氣流量計的準確運行,、維護保養(yǎng)和使用壽命,。
經(jīng)濟因素是指購置費、安裝費,、維護費,、校驗費及備品備件等,其又受燃氣煤氣流量計的性能,、可靠性,、壽命等影響。
精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級,,做到經(jīng)濟合算,。比如用于貿(mào)易結算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合,,
在精度等級選擇,,如1.0級、0.5級,,或者更高等級,,用于過程控制的場合,根據(jù)控制要求選擇不同精度等級,。有些僅僅是檢測一下過程流量,,無需做控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,,如1.5級,、2.5級,甚至 4.0級,,這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計測量介質(zhì)流速,、儀表量程與口徑測量一般的介質(zhì)時,電磁流量計的滿度流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi)選用范圍比較寬,。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同,,應視測量流量范圍是否在流速范圍內(nèi)確定,即當管道流速偏低不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時,,需要縮小儀表口徑,,從而提高管內(nèi)流速,,得到滿意測量結果。
在工業(yè)現(xiàn)場,,測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表,。是工業(yè)測量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)的發(fā)展,,對流量測量的準確度和范圍要求越來越高,,為了適應多種用途,各種類型的流量計相繼問世,,廣泛應用于石油天然氣,、石油化工、水處理,、食品飲料,、制藥、能源,、冶金,、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。靶式流量計,、容積式流量計,、渦輪流量計、差壓式流量計,、變面積式流量計,、電磁流量計、超聲波流量計,、渦街流量計(典型的流體振蕩式流量計),、科里奧利質(zhì)量流量計和插入式熱質(zhì)量流量計作為研究對象,對市場進行分析,。應用比較多的換能器是外夾式和插入式,。單聲道超聲波流量計結構簡單、使用方便,,但這種流量計對流態(tài)分布變化適應性差,,微電子技術和計算機技術的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新?lián)Q代,新型流量計如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,。至今,據(jù)稱已有上百種流量計投向市場,,現(xiàn)場使用中許多棘手的難題可望獲得解決,。我國開展近代流量測量技術的工作比較晚,被設置在測量流動通道6的上游端并相對于孔眼11和12,,用于減少被測量的流體流入孔眼11和12;測量控制部件19,,用于測量超聲波換能器8和9之間的超聲波的傳播時間;及計算部件20,,用于根據(jù)該測量控制部件19的信號計算流量。
德國寶德BURKERT流量計分類與技術,、儀表的應用