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電容式渦街流量計(jì)應(yīng)用檢測方式

作者: 2013年09月02日 來源: 瀏覽量:
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渦街流量計(jì)在混相流體中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還少,一般可用于含分散、均勻的微小氣泡,但容積含氣率應(yīng)小于7%~10%的氣、液兩相流,若超出2%就應(yīng)對儀表系數(shù)進(jìn)行修正。可用于含分散、均勻的固體微粒,含量不大于2%的氣固、液固
電容式渦街流量計(jì)應(yīng)用檢測方式

渦街流量計(jì)在混相流體中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還少,一般可用于含分散、均勻的微小氣泡,但容積含氣率應(yīng)小于7%~10%的氣、液兩相流,若超出2%就應(yīng)對儀表系數(shù)進(jìn)行修正。可用于含分散、均勻的固體微粒,含量不大于2%的氣固、液固兩相流。可用于互不溶解的液液(如油和水)兩組分流等。
脈動流和旋轉(zhuǎn)流會對渦街流量計(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如果脈動頻率與渦街頻率頻帶合拍可能引起諧振破壞正常工作和設(shè)備,使渦街信號產(chǎn)生"鎖定(1ock-in)"現(xiàn)象,這時(shí)信號固定于某一頻率。"鎖定"與脈動幅值、旋渦發(fā)生體形狀及堵塞比等有關(guān)。渦街流量計(jì)的正常工作的脈動閾值尚待試驗(yàn)確定。80年代以來國內(nèi)外流量測量工作者已對渦街流量計(jì)在混相流、脈動流中的應(yīng)用開展許多試驗(yàn)研究,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)已發(fā)布的技術(shù)報(bào)告中亦關(guān)注這方面內(nèi)容。
          在眾多的流量計(jì)中,渦街流量計(jì)的經(jīng)濟(jì)性較好,是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的流量計(jì)。渦街流量計(jì)的基本性能處于中等偏上水平,購置費(fèi)低于質(zhì)量式、電磁式、容積式等,而安裝、運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)低于節(jié)流式、容積式、渦輪式等,如僅作為控制系統(tǒng)檢測儀表可采用干校方式節(jié)省周期校驗(yàn)費(fèi)用
當(dāng)管道中流體介質(zhì)通過旋渦發(fā)生體(三角柱)時(shí),由于局部流速加速而產(chǎn)生旋渦現(xiàn)象,此旋渦分成兩列交替地出現(xiàn),這種旋渦列被稱為卡門渦街。
卡門渦街的釋放頻率與三角柱寬度尺寸和流體的流動速度有關(guān),而與介質(zhì)的溫度、壓力等特性參數(shù)無關(guān)。
斯特羅哈爾數(shù)是渦街流量計(jì)的重要參數(shù),它只與介質(zhì)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。只要管道內(nèi)介質(zhì)的雷諾數(shù)保持在2×104至7×106范圍內(nèi),斯特羅哈爾數(shù)St便保持為一個(gè)常數(shù),這樣,便可通過測量旋渦頻率信號檢測出流體介質(zhì)的流速,再通過介質(zhì)的流速計(jì)算出介質(zhì)的流量。
        渦街流量計(jì)屬于對管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和流動脈動等敏感的流量計(jì),因此,對現(xiàn)場管道安裝條件應(yīng)充分重視,遵照生產(chǎn)廠使用說明書的要求執(zhí)行。
渦街流量計(jì)可安裝在室內(nèi)或室外。如果安裝在地井里,有水淹的可能,要選用涎水型傳感器。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝,但測量液體和氣體時(shí)為防止氣泡和液滴的干擾,安裝位置要注意。
渦街流量計(jì)必須保證上、下游直管段有必要的長度,如圖17所示。在各種資料中數(shù)據(jù)有差異,其原因可能是,旋渦發(fā)生體尚未標(biāo)準(zhǔn)化,形狀尺寸的差異有多少影響尚待驗(yàn)證;對各類阻流件必要的直管段長度試驗(yàn)研究尚不夠,即還不成熟,對比節(jié)流式差壓流量計(jì),這方面工作還處于初始階段。
       電容式渦街流量計(jì)應(yīng)用檢測方式,安裝在渦街流量傳感器中的電容檢測元件相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁。當(dāng)旋渦產(chǎn)生時(shí),在兩側(cè)形成微小的壓差,使振動體繞支點(diǎn)產(chǎn)生微小變形,從而導(dǎo)致一個(gè)電容間隙減少(電容量增大),另一個(gè)電容間隙增大(電容量下降),通過差分電路檢測電容差值。當(dāng)管道有振動時(shí),不管振動是何方向,由振動產(chǎn)生的慣性力同時(shí)作用在振動體及電極上,使振動體與電極都在同方向上產(chǎn)生變形,由于設(shè)計(jì)時(shí)保證了振動體與電極的幾何結(jié)構(gòu)與尺寸相匹配,使它們的變形量一致,差動信號為零。這就是電容檢測元件耐振性能好的原因。雖然由于制造工藝的誤差,不可能完全消除振動的影響,但大大提高了耐振性能。試驗(yàn)證明,其耐振性能超過1g。電容式另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可耐高溫達(dá)400oC,溫度對電容檢測元件的影響有兩方面:溫度使電容間介電常數(shù)發(fā)生變化和電極的幾何尺寸隨溫度而變,這些導(dǎo)致電容值發(fā)生變化,另一方面由于溫度升高金屬熱電子發(fā)射造成電容的漏電流增大。試驗(yàn)證明,當(dāng)溫度升高至400oC時(shí)無論電容值變化或漏電流增大都未影響儀表的基本性能。
1.滿管式:渦街流量計(jì)采用法蘭卡裝式(表體不帶法蘭)或法蘭連接式(表體本身帶法蘭)。一般建議選用法蘭卡裝式,因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊,價(jià)格低,而且供貨周期短。
2.插入式:一般在大口徑時(shí)選用。外型結(jié)構(gòu)有兩種,簡易插入式和球閥插入式,由用戶根據(jù)現(xiàn)場的要求及情況自已選定。
B、結(jié)構(gòu)類型:一體型結(jié)構(gòu)和分體型結(jié)構(gòu)。一般采用一體型結(jié)構(gòu),只有在特殊場合下采用分體型結(jié)構(gòu)(如:介質(zhì)溫度高時(shí)、環(huán)境溫度或濕度高時(shí)、帶現(xiàn)場顯示為讀數(shù)方便時(shí))。
C、顯示方法:無現(xiàn)場顯示、帶現(xiàn)場顯示和只帶現(xiàn)場顯示。現(xiàn)場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示電路,可顯示累積流量、瞬時(shí)流量等參數(shù)。
D、信號輸出方式:脈沖信號輸出和4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。一般情況下建議采用脈沖信號輸出,因?yàn)槊}沖信號直接與旋渦脫落頻率相對應(yīng),不需轉(zhuǎn)換,具有最高的累計(jì)精度;同時(shí),在通常的傳輸距離內(nèi),脈沖信號傳輸效果較好。標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)。
E、防爆型式:非防爆型和本安防爆型。如果被測介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì),渦街流量計(jì)應(yīng)選用防爆型。

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