1概述
轉(zhuǎn)子流量計(jì)(也稱為面積流量計(jì))利用了可變節(jié)流孔和差壓的原理。該原理最早刊登在1886年美國的專利刊物上。大約在1930年開始其實(shí)用研究,1937年生產(chǎn)出了工業(yè)用玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)。從50年代的后半期,在加工工業(yè)開始大量使用電氣式及空氣式的傳輸式轉(zhuǎn)子流量計(jì)。幾進(jìn)人80年代,隨著微型處理器的普及,由于氟化工烯樹脂、鋁、陶瓷等新材料的利用技術(shù)及流量計(jì)使用技術(shù)的提高,相繼誕生了小型、輕便、多功能、耐久性可靠性好的產(chǎn)品。今天在化工、石化、冶金、電力、供水排水、食品、半導(dǎo)體、原子能及環(huán)保等領(lǐng)域,流量計(jì)得到了廣泛使用。
如圖1所示,轉(zhuǎn)子流量計(jì)與差壓流量計(jì)、電磁流量計(jì)、容積式流量計(jì)并列,占領(lǐng)了主要工業(yè)用流量計(jì)的位置。
2轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)
(1)可以測量液體、氣體、蒸汽等幾乎所有流體的流量;
(2)與節(jié)流流量計(jì)比較,結(jié)構(gòu)簡單,適合于流量的現(xiàn)場指示。作為現(xiàn)場指示型流量計(jì),由于不需要電源,所以即使是易燃易爆環(huán)境其本質(zhì)也是安全的;
(3)結(jié)構(gòu)上可以測量微小流量及低雷諾數(shù)的流量;
(4)有效測量范圍廣,最小刻度值一般是最大刻度值的1/10,即范圍度為10:1;
(5)刻度為基本均等的直線刻度;
(6)因結(jié)構(gòu)簡單,容易制造耐腐蝕的流量計(jì),適用于測量含腐蝕性的氣體、液體的流量;
(7)壓力損失較小;
(8)對直管段部分一般不需要;
(9)不受液體中所含的各種雜音(電氣的、化學(xué)的及流體的等)的影響;
(10)低價(jià)格,容易安裝。
轉(zhuǎn)子流量計(jì)的缺點(diǎn)主要有:
(l)有可動部件,存在一些壓力損失等;
(2)精度受流體物理參數(shù)變化的影響。
3測量原理
如圖2所示,它利用流動的能量來檢測,流量不需要外部動力。其結(jié)構(gòu)是流量計(jì)主體垂直安裝,待測流體自下而上流過垂直的錐形管,浮子在其中運(yùn)動。可以由流量檢測部件浮子所在的穩(wěn)定平衡位置來指示待測流體之流量值。
浮子的最大外徑同錐形管的內(nèi)徑之間構(gòu)成了環(huán)形截面,流體自下流人浮子最大外徑周圍并很快產(chǎn)生收縮,產(chǎn)生向上運(yùn)動的浮力F,若這兩個(gè)向上力的合力同浮子的質(zhì)量(W)相等時(shí),即DP十F=W浮子就穩(wěn)定在這個(gè)位置上。浮子隨著流量大小而上下運(yùn)動,浮子周圍的環(huán)形面積也隨之變化。
式中：
Q0,為介質(zhì)流量;
C為流量系數(shù)(儀表系數(shù));
A為穿流截面積
g為重力加速度;
Vf為浮子體積;
Af為浮子最大直徑的截面積;
pf為浮子密度;
p0為介質(zhì)密度。
4轉(zhuǎn)子流量計(jì)的功能、適應(yīng)性與選型
由于轉(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)用了重力的原理,在現(xiàn)場使用時(shí)無需電源供電,因此可在地球的每一角落使用,它可以同各種遙控器儀表配套,應(yīng)用范圍廣泛。
(1)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)
要求介質(zhì)透明不粘附表面。主要特點(diǎn)為成本低,易于安裝和維護(hù),純機(jī)械操作,不需要電源,直接監(jiān)視流體,可測量液體、氣體,但不可測量蒸汽。
(2)塑料轉(zhuǎn)子流量計(jì)
塑料管轉(zhuǎn)子流量計(jì)要求介質(zhì)透明不粘附表面。主要特點(diǎn)為性價(jià)比高,易于安裝和維護(hù),全塑料材質(zhì),可用于超純水的測量,還可附加報(bào)警接點(diǎn)輸出,只適用于測量液體。
(3)金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)
金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于透明和不透明及于凈和比較干凈的介質(zhì),甚至可以選用測量泥漿轉(zhuǎn)子流量計(jì)對不干凈的液體完成測量控制,但介質(zhì)不宜含磁性的物質(zhì)(必要時(shí),另裝磁過濾器)。它適合中、小、微流量的測量與控制,可測量液體、氣體和蒸汽。根據(jù)工藝條件與要求,除具有現(xiàn)場指示、接點(diǎn)輸出、氣壓變送、電信號變送、現(xiàn)場積算等功能外,還可再附加液體阻尼器、氣體阻尼器、散熱器(片)、蒸汽加熱夾套(又分成半夾套和全夾套)。
1)裝液體阻尼器
如圖3所示,在測量蒸汽和氣體流量時(shí),安裝阻尼器是為了防止因蒸汽和氣體所引起浮子的振動。阻尼器筒體位于管部的低端并充滿阻尼液(加硅油等)。阻尼液與阻尼器之間的磨擦,可使浮子移動趨于平滑,使指示讀數(shù)穩(wěn)定,可延長活動部件的使用壽命。
2)安裝氣體阻尼器
如圖4所示,在測量氣體流量時(shí),可采用不需使用阻尼液的氣體阻尼器(只適用于金屬材料的流量計(jì))。這種機(jī)械式的阻尼器是在原有浮子導(dǎo)向裝置上,增加了汽缸和活塞。省去了安裝流量計(jì)底端的液體阻尼器。它可以提高配管設(shè)計(jì)的靈活性,又可免于填充阻尼液,減輕了維護(hù)工作量。氣體阻尼器只適用于氣體流量的測量,不適用于液體和蒸汽。請注意,氯氣(易于形成化合物)和含銹的氣體、雜質(zhì)、油類等物質(zhì)都會妨礙活塞零件的功能。
3)安裝散熱片
如圖5所示,對檢測溫度大于150℃的流體,需在測量管和指示器殼體之間安裝散熱片進(jìn)行散熱。
4)安裝蒸汽加熱夾套
如圖6所示,在測量高粘度和粘性流體時(shí),通常要采用加熱夾套,加熱夾套有半夾套和全夾套兩種,半夾套只覆蓋測量管部,全夾套除覆蓋測量管部外還覆蓋了法蘭盤。
5儀表安裝、使用注意事項(xiàng)
(l)除去浮子固定件
為防止運(yùn)送過程中振動引起的破損,發(fā)貨時(shí),在管體中插入了塑料管對浮子進(jìn)行固定。安裝儀表之前,請先拆除此件。
(2)垂直安裝
轉(zhuǎn)子流量計(jì)要求管體部分必須垂直放置。傾斜放置會影響精度并導(dǎo)致動作不良(容許誤差在2°以內(nèi))。
(3)安裝旁路和閥門
為便于維修、保養(yǎng)、鼓勵安裝旁路配管和閥門。最好在儀表流人端安裝截止閥,在流出端安裝調(diào)節(jié)閥。測量氣體時(shí),如果開放儀表出口端,會引起壓力下降導(dǎo)致無法正確測量。所以使用已進(jìn)行過規(guī)格壓力校正的儀表時(shí),請?jiān)诔隹诙税惭b調(diào)節(jié)閥。
(4)上下流直管段長度
不必特地設(shè)定直管端,但請盡量避免在上流附近處設(shè)置容易引起紊流的閥門、彎頭等附件。因?yàn)槲闪鲿䦟?dǎo)致可動部件組壽命縮短。
(5)清洗和除去雜質(zhì)
流體中如有固體雜質(zhì)或纖維等混人時(shí),會引起動作不良,需在人口處安裝過濾器等除去雜質(zhì)。特別是含有鐵粉等固體雜質(zhì)混人儀表中時(shí),因浮子中裝有磁鐵,雜質(zhì)會吸附在浮子表面而導(dǎo)致動作不良。
轉(zhuǎn)子流量計(jì)正常工作之后,配管中的雜質(zhì)會導(dǎo)致動作不良。因此,在配管中安裝儀表之前,先清洗整個(gè)配管。當(dāng)浮子被卡住時(shí),不要用金屬_L具敲打流量計(jì)的錐形管,可以用橡膠材質(zhì)錘子或木塊輕輕振動錐形管。
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