靶式流量计是差压流量计的一个品种,它在工业上的开发应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代开发电动、气动靶式流量变送器它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构,这种流量计使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺陷,如零位易漂移,测量精确度低,杠杆机构可靠性差等。由于力平衡机构性能不佳的拖累,靶式流量计本身的许多优点亦未能得到有效的发挥,至今用户对旧的不良印象仍未消除。
新型的力转换器采用应变式力转换器,它*消除了上述力平衡机构的缺点,新型还把微电子技术和计算机技术应用到信号转换器和显示部分,流量计具有一系列优点,相信今后在众多流量计中发挥重要的作用。
二、 原理和结构
1、 工作原理
的原理简图如图1所示。
在测量管(仪表表体)中心同轴放置一块园形靶板,当流体冲击靶板时,靶板上受到一个力F,它与流速V,介质密度ρ和靶板受力面积A之间关系式如式(1)所示。
(1)
式中 F ——靶板上受的力,N;
CD ——阻力系数;
ρ——流体密度,kg/m3;
V——流体流速,m/s;
A——靶板受力面积,m2。
经推导与换算,得流量计算式如下:
式中 qm,qv——分别为质量流量和体积流量,kg/h,m3/h;
α——流量系数;
D ——测量管内径,mm;
β ——直径比,β=d/D;
d——靶板直径,mm。
其余符号同上。
靶板受力经力转换器转换成电信号,经前置放大,AD转换及计算机处理后,可得到相应的流量和总量。如图1所示。
图2 结构简图
2、 结构形式
结构简图如图2所示
它由检测装置,力转换器,信号处理和显示仪
几部分组成。检测装置包括测量管和靶板,力转换器为应变计式传感器,信号处理和显示仪可以就地直读显示或远距标准信号传输等。
的结构形式可分为管道式,夹装式和插入式等,各类结构形式还可分为一体式和分离式二种。一体式为现场直读显示,而分离式则把数码显示仪与检测装置分离(一般不超过100m)。
三、 流量计主要特点
1、 感测件为无可动部件,结构简单牢固;
2、 应用范围和适应性很广泛,一般工业过程中的流体介质,包括液、气和蒸汽,口径范围(DN15以上),各种工作状态(高、低温,常压、高压)皆可应用,可以说其应用范围可与孔板流量计相比美。
3、 准确度高,总量测量可达0.2%R;
4、 范围度宽,4:1~15:1至30:1;
5、 可解决困难的流量测量问题,如测量含有杂质(微粒)之类的脏污流体;原油、污水、高温渣油、浆液、烧碱液,沥青等;
6、 灵敏度高,能测量微小流量,流速可低至0.08m/s;
7、 用于小口径DN15~DN50,低雷诺数Red=103~5×103的流体,它可以弥补标准节流装置难以应用的场合,如小口径蒸汽流量测量等;
8、 可适应高参数流体的测量,压力高达数十MPa,温度达450℃;
9、 可用于双向流动流体的测量;
10、 压力损失较低,约为标准孔板的一半;
11、 抗上游阻流件*力强,上游侧直管段长度一般5~10D即可;
12、 可采取干式(挂重法)校验,给用户周期校验带来方便;
13、 直读式仪表无需外能源,清晰明了,操作简便,亦可输出标准信号(脉冲频率或电流信号);
14、 仪表性能价格比高,为经济实惠的流量计;
15、 安装简单方便,易维护。
四、 选用考虑要点
1、 新型应变式在总体性能上既具有孔板等流量计的结构简单牢固,使用可靠,使用期限长,又具有容积式流量计等总量计量精度高,重复性好等特点,而且性能价格比高,维修使用简便,是一类经济实惠的流量计;
2、 国产SBL型应变式既适用于过程工业控制系统,亦可用于能源(水,天然气,蒸汽,油品等)的贸易结算计量,其主要技术指标如表1所示。
被测介质 | 液体、气体、蒸汽 | ||||
公称通径DN mm | 管道式15~300 | 夹装式15~600 | 插入式150~1500 | ||
公称压力MPa | 0.6 ~ 10 | 0.6 ~ 42 | 0.6 ~ 42 | ||
介质温度0C | -40 ~ 80 ; 80 ~ 450 | ||||
准确度 | ±0.2% | ± 0.5% | ± 1.0% | ± 1.5% | |
范围度 | 3:1 | 5: 1 | 10:1 | 10:1(气体) | |
重复性 | 0.1% ~0.08% | ||||
供电电源 | 机内自备锂电池(3.6),外电源12 ~24 | ||||
输出形式 | 现场显示,4 ~20,脉冲 0~10 | ||||
测量管材料 | ZG45, OCY18Niq 或按用户要求提供 | ||||
防爆标志 | 本安型iaBT4, 隔爆型act6 | ||||
防护等级 | IP 65-- |
范围度 | ±0.2% | ±0.5% | ± 1% | ±1.5% | ±2.5% |
液体 | 3 | 5 | 10 | ||
气体 | 15 | 20 | |||
蒸汽 | 10 | 10 |