金屬(shu)管轉子流(liu)量計 是一(yi)種結構簡(jian)單、工作可(ke)靠的流量(liang)測量儀表(biao),它可用來(lai)連續測量(liang)管道中液(ye)體、氣體和(he)蒸汽的流(liu)量。
一、工作(zuo)原理
　　金屬(shu)管轉子流(liu)量計有電(dian)遠傳型、氣(qi)遠傳型和(he)指示型等(deng)多種型式(shi)。金屬管轉(zhuan)子流量計(ji)的工作原(yuan)理見圖1。當(dang)被測介質(zhi)自下向上(shang)流過錐管(guan)時,浮子向(xiang)上升起,浮(fu)子的位移(yi)通過磁鋼(gang)的藕合傳(chuan)出,使平衡(heng)杆産生角(jiao)位移,通過(guo)四連杆機(ji)構的傳遞(di),最後由指(zhi)針來實現(xian)流量指示(shi)。

二、出廠校(xiao)驗
每台儀(yi)表出廠前(qian),都要經過(guo)水(或空氣(qi))的流量校(xiao)驗,校驗順(shun)序如下:
(l)通(tong)過水流量(liang)校驗設備(bei),測定浮子(zi)位移和流(liu)量的關系(xi)。流量數據(ju)由實際測(ce)量得到,浮(fu)子位移數(shu)據在表上(shang)的長條形(xing)标尺上讀(du)出。
(2)調整四(si)連杆機構(gou),使指針有(you)線性的流(liu)量指示。
(3)複(fu)校,按儀表(biao)指示來檢(jian)查該指示(shi)值下的實(shi)際流量值(zhi)。
三、目前存(cun)在問題
(l)在(zai)儀表的出(chu)廠校驗中(zhong),經常出現(xian)“浮子位移(yi)和流量的(de)關系不穩(wen)定”的情況(kuang)。
(2)已人庫的(de)儀表,有時(shi)發現“流量(liang)一位移”關(guan)系發生改(gai)變,儀表精(jing)度出現超(chao)差。
(3)用戶無(wu)法驗證新(xin)收到的儀(yi)表以及正(zheng)常工作運(yun)行中的儀(yi)表的指示(shi)正确性。
(4)儀(yi)表清洗或(huo)維修後,無(wu)法檢查和(he)保證儀表(biao)的精度是(shi)否仍滿足(zu)要求。.
(5)浮子(zi)上的磁鋼(gang)有退磁現(xian)象。磁鋼的(de)磁性減弱(ruo)後,儀表是(shi)否還能繼(ji)續使用?其(qi)結果又如(ru)何處理?
　　以(yi)上各種問(wen)題都是轉(zhuan)子流量計(ji)生産廠及(ji)用戶所關(guan)心和急待(dai)解決的。發(fa)生這些問(wen)題的根源(yuan)是流量計(ji)流量一位(wei)移的關系(xi)發生了變(bian)化,而且還(hai)缺少一種(zhong)在現場檢(jian)查它們變(bian)化量大小(xiao)的辦法,更(geng)沒有在它(ta)們變化後(hou)作出現場(chang)調正恢複(fu)精度的手(shou)段。
四、問題(ti)分析
　　在金(jin)屬管轉子(zi)流量計出(chu)廠校驗中(zhong),最關鍵的(de)是尋找流(liu)量-位移正(zheng)确的對應(ying)關系。此“關(guan)系”目前生(sheng)産制造沒(mei)有标準化(hua),每台表要(yao)不一樣的(de)。制造廠自(zi)己在流量(liang)校驗以前(qian)也不知道(dao)這台表的(de)流量和浮(fu)子位移關(guan)系的具體(ti)數值,所以(yi)才規定每(mei)台儀表在(zai)出廠前必(bi)須經過流(liu)量校驗。儀(yi)表的流量(liang)指示和輸(shu)出信号都(dou)是在找出(chu)的“流量一(yi)位移”的基(ji)礎上進行(hang)調整的(現(xian)在的問題(ti)是原來找(zhao)好的“關系(xi)”後來變化(hua)了,因此引(yin)起了整個(ge)儀表精度(du)的變化)。
　　問(wen)題的核心(xin)是調整好(hao)的“流量一(yi)位移”關系(xi)怎麽會變(bian)化?怎樣知(zhi)道“關系”變(bian)化了?變了(le)多少?變了(le)以後怎麽(me)來糾正等(deng)等。下面分(fen)析一下“流(liu)量-位移關(guan)系”變化的(de)原因。
　　圖2爲(wei)“流量一浮(fu)子位移”傳(chuan)遞關系圖(tu)。浮子2在錐(zhui)管l内的上(shang)下位置是(shi)由流量的(de)大小與轉(zhuan)換器的大(da)小決定的(de),與轉換器(qi)上的零件(jian)無關,所以(yi),可以用浮(fu)子的上下(xia)位置來代(dai)表流量的(de)大小。但是(shi),由于殼體(ti)是金屬制(zhi)作的,浮子(zi)的位置見(jian)不到。通常(chang)該位置是(shi)通過兩對(dui)磁鋼的藕(ou)合來傳遞(di)的,平衡杆(gan)上的磁鋼(gang)與浮子上(shang)的磁鋼互(hu)相吸引,再(zai)通過平衡(heng)杆上的指(zhi)針來反映(ying)浮子的位(wei)置。問題是(shi)平衡杆上(shang)的位移指(zhi)針是否能(neng)真實地反(fan)映浮子位(wei)移量。試驗(yan)發現,當平(ping)衡杆兩端(duan)的平衡狀(zhuang)态改變時(shi),盡管浮子(zi)位置不變(bian),位移指針(zhen)的指示也(ye)會變化。另(ling)外,位移指(zhi)針本身還(hai)能彎曲和(he)移動,這樣(yang)就造成了(le)“流量一位(wei)移指示”關(guan)系發生了(le)變化。

　　下(xia)面通過受(shou)力分析,來(lai)尋找“關系(xi)”變化的規(gui)律。
　　每台儀(yi)表的平衡(heng)杆都是調(diao)過平衡的(de),但是不可(ke)能絕對平(ping)衡,一般總(zong)是有點不(bu)平衡的。
　　如(ru)圖3所示,設(she)平衡杆的(de)磁鋼端較(jiao)重,其不平(ping)衡力爲Fl,而(er)磁鋼間的(de)吸引力爲(wei)凡,這兩個(ge)力都要使(shi)平衡杆産(chan)生轉動,但(dan)方向相反(fan)。平衡時,這(zhe)兩個力(标(biao)量)應該有(you)如下關系(xi):
F2sinα=F2′= F1

式中(zhong)α—内外兩磁(ci)鋼的偏離(li)角
　　若兩磁(ci)鋼間的距(ju)離爲α則可(ke)算出磁鋼(gang)的偏離量(liang)爲b=αtgα當偏離(li)角α較小時(shi)，則tgα≈sinα，所以b=αtgα≈α sinα=αF1/ F2。
　　從(cong)式中可見(jian),當平衡杆(gan)兩邊平衡(heng),即F1=0時,b=0,内外(wai)兩磁鋼的(de)位置是正(zheng)确對應的(de)。若F1≠0,則b≠0,而且(qie)F1愈大,偏離(li)量b也愈大(da)。同時,磁鋼(gang)的吸引力(li)F2愈大,b愈小(xiao),所以要求(qiu)磁鋼應具(ju)有較大強(qiang)度。當儀表(biao)用了一段(duan)時間而引(yin)起磁性減(jian)弱時(即所(suo)謂退磁現(xian)象)就會引(yin)起凡減小(xiao)和偏離量(liang)b變大。當然(ran),如果我們(men)能做到使(shi)F1=O(即絕對平(ping)衡),那末,不(bu)管F2怎麽變(bian)化(隻要F2>0),偏(pian)離量b始終(zhong)爲零。
　　當出(chu)現F2< F1時(因爲(wei)F1/ F2== sinα而sina不可能(neng)大于1,所以(yi)無解),出現(xian)了兩磁鋼(gang)吸不住而(er)不跟随的(de)現象。
　　由于(yu)用戶在維(wei)修和調整(zheng)儀表時,很(hen)難避免出(chu)現破壞平(ping)衡,加上磁(ci)鋼本身的(de)退磁現象(xiang),所以很容(rong)易引起偏(pian)離量b的變(bian)化,從而産(chan)生了浮子(zi)位置與指(zhi)示值不一(yi)緻的現象(xiang)。
五、試驗過(guo)程
(l)按常規(gui)的出廠校(xiao)驗方法裝(zhuang)配,調整好(hao)一台完整(zheng)的儀表,在(zai)水流量裝(zhuang)置上校驗(yan)。
(2)記下校驗(yan)中得到的(de)流量一位(wei)移關系及(ji)“零位線”的(de)數據,并在(zai)輔助度盤(pan)上的相應(ying)位置處畫(hua)上“流量線(xian)”和“零位線(xian)”(“流量線”是(shi)20%、60%、100%最大流量(liang)所對應的(de)浮子位移(yi)畫黑線;“零(ling)位線”是流(liu)量爲零時(shi)浮子所停(ting)留的位置(zhi)畫紅線)。
(3)模(mo)仿用戶對(dui)儀表的維(wei)修、調整、清(qing)洗等情況(kuang),試驗它們(men)對儀表的(de)影響及清(qing)除辦法。
(4)放(fang)置一段時(shi)間後,檢驗(yan)“流量線”和(he)“零位線”的(de)穩定性和(he)正确性。
六(liu)、試驗數據(ju)整理
(l)第一(yi)次校驗、調(diao)整後得到(dao)的數據見(jian)表l。

“零位線(xian)”爲0.65;“流量線(xian)”爲3.35、7.5、11.00
　　表l的儀(yi)表規格是(shi)1000L/h,表上流量(liang)線所對應(ying)的标準流(liu)量值是200、600和(he)1000Lh/,對2級精度(du)的儀表,允(yun)許誤差爲(wei)士20L/ho
(2)平衡破(po)壞,使平衡(heng)杆的磁鋼(gang)端偏重時(shi)流量位移(yi)數據見表(biao)o2

“零位線”指(zhi)示由0.65降到(dao)0.4,各“流量線(xian)”下的流量(liang)普遍增大(da),最大變化(hua)量爲44L/h,即誤(wu)差增大4%以(yi)上。
(3)平衡杆(gan)磁鋼端偏(pian)輕時的流(liu)量位移值(zhi)見表3。

　　與表(biao)1比較,“零位(wei)線”指示由(you)0.65升到0.82,各“流(liu)量線”的流(liu)量普遍減(jian)小,誤差變(bian)化2%以上。
(4)在(zai)磁鋼端變(bian)輕的不平(ping)衡情況下(xia),故意不調(diao)整平衡,隻(zhi)是把“零位(wei)線”的指示(shi)放回到0.65,此(ci)時流量的(de)變化情況(kuang)如表4所示(shi)。

　　該數據與(yu)表1比較,雖(sui)然也變小(xiao)了,但變化(hua)量不超過(guo)10L/h,所有數據(ju)都在精度(du)範圍内。
(5)粗(cu)略地重新(xin)調平衡,然(ran)後再把“零(ling)位線”指示(shi)調正确,流(liu)量和位移(yi)的變化情(qing)況如表5所(suo)不。

　　表5的數(shu)據比表4更(geng)好了,與表(biao)1比較,誤差(cha)變化隻有(you)0.5%,這對2級精(jing)度的儀表(biao)來說,是令(ling)人滿意的(de)。
(6)模仿用戶(hu)維修儀表(biao)的情況,把(ba)轉換器的(de)機芯拆出(chu),傳感器的(de)浮子、錐管(guan)等也拆下(xia)重新安裝(zhuang)。核對“零位(wei)線”的指示(shi),發現指示(shi)不變。通流(liu)量測定,數(shu)據沒有變(bian)。
(7)掉換轉換(huan)器的試驗(yan)。曾校驗過(guo)一台錯轉(zhuan)子流量計(ji),在腐蝕性(xing)介質中用(yong)了一年後(hou),再用别的(de)轉換器與(yu)其配套重(zhong)新校驗,試(shi)驗時按原(yuan)出廠的校(xiao)驗數據(“零(ling)位線”和“流(liu)量線,’)進行(hang)調整。原出(chu)廠校驗的(de)校驗數據(ju)見表6(锆轉(zhuan)子,型号LZQ一(yi)40,規格4000L/h)。

使用(yong)一年後,轉(zhuan)換器被換(huan)的校驗數(shu)據見表7

　　由(you)于儀表在(zai)腐蝕性的(de)介質中已(yi)用了一年(nian),浮子和錐(zhui)管表面的(de)光潔度已(yi)下降,尺寸(cun)也稍許發(fa)生變化(表(biao)面上有氧(yang)化層),所以(yi)數據稍有(you)差别。但從(cong)試驗數據(ju)中可以看(kan)出,掉換轉(zhuan)換器後,儀(yi)表的精度(du)羞本上仍(reng)能達到2%。
(8)儀(yi)表放置幾(ji)個月後(約(yue)半年),檢查(cha)原試驗數(shu)據是否保(bao)持穩定。由(you)于轉換器(qi)曾與錯轉(zhuan)子相配,調(diao)整的位置(zhi)已有變化(hua),所以要重(zhong)新調整“零(ling)位線”和線(xian)性(這些工(gong)作都是在(zai)不通流量(liang)的條件下(xia)進行的),調(diao)整好後,測(ce)到的流量(liang)數據見表(biao)8。

注:“正”和“反(fan)”是正行程(cheng)和反行程(cheng),前面沒有(you)寫“正、反”的(de)均爲正行(hang)程。
　　這是滿(man)量程爲1000L/h的(de)儀表,各流(liu)量點的标(biao)準流量值(zhi)依次爲200、400、600、500以(yi)及100OLh/,按精度(du)爲士2%計算(suan),各流量測(ce)試值與标(biao)準值之差(cha)不得超過(guo)士20L/h,從表8可(ke)看出,流量(liang)數據是符(fu)合精度要(yao)求的。雖然(ran)儀表已被(bei)放置半年(nian),而且轉換(huan)器上的零(ling)件曾被“打(da)亂”過(被調(diao)整“錯轉子(zi)”了),但隻要(yao)按原出廠(chang)時畫的“零(ling)位線”和“流(liu)量線”進行(hang)檢查和校(xiao)正,不需要(yao)通水試驗(yan)就能保持(chi)原有的儀(yi)表精度。
七(qi)、試驗結論(lun)和說明
(l)本(ben)文中所說(shuo)的“零位線(xian)”是指流量(liang)爲零,浮子(zi)落在最低(di)處時的浮(fu)子位移指(zhi)示值。而此(ci)時的流量(liang)指示值一(yi)般應在“0”以(yi)下。制造廠(chang)爲了使儀(yi)表在流量(liang)爲零時流(liu)量指示爲(wei)“0”,一般是通(tong)過轉換器(qi)内的限位(wei)機構來保(bao)證“0”流量指(zhi)示的。爲了(le)讀取“零位(wei)線”的真實(shi)數據,應将(jiang)限位機構(gou)松開,以便(bian)讓平衡杆(gan)能夠“自由(you)”降落到最(zui)低處。讀得(de)“零位線”的(de)數值後,再(zai)通過限位(wei)使流量擴(kuo)示值指 “O”。
（2）當(dang)平衡破壞(huai)後,如不調(diao)整“零位線(xian)”指示,儀表(biao)的流t精度(du)是不能保(bao)證的。從表(biao)2和衷3可粉(fen)出,誤差變(bian)化最大爲(wei)4%以上。
(3)當平(ping)衡破壞後(hou),如果不宜(yi)斷調組平(ping)衡,隻是恢(hui)複“零位線(xian)”指示,從表(biao)4和表1的試(shi)驗數據來(lai)看,其誤差(cha)變化最大(da)爲1%。
(4)當平衡(heng)破壞後,粗(cu)略地調平(ping)衡,然後調(diao)回“零位線(xian)”指示,從表(biao)5的數據可(ke)看出,誤差(cha)變化不超(chao)過0.5%。調平衡(heng)時,隻要使(shi)平衡杆在(zai)沒有外力(li)作用下能(neng)保持水平(ping)位t而不向(xiang)一端偏轉(zhuan)就行。
(5)對于(yu)電遠傳型(xing)和氣遠傳(chuan)型儀表,其(qi)前面的流(liu)量指示部(bu)分的結構(gou)原理是相(xiang)同的,隻是(shi)在指示型(xing)儀表的基(ji)礎上再附(fu)加一套遠(yuan)傳機構而(er)已。遠傳部(bu)分的作用(yong)是将流量(liang)指示轉換(huan)爲電(或氣(qi))标準信号(hao)輸出,這部(bu)分的調整(zheng)方法在各(ge)自的産品(pin)說明書上(shang)均有介紹(shao),是不用水(shui)流量試驗(yan)的。隻要流(liu)量指示正(zheng)确,其輸出(chu)信号也是(shi)正确性。
(6)雖(sui)然采用的(de)零件已相(xiang)隔十年,并(bing)未發現因(yin)“退磁”現象(xiang)而對儀表(biao)精度造成(cheng)的影響。
(7)金(jin)屬管轉子(zi)流量計,儀(yi)表口徑爲(wei)φ15~150mm,盡管口徑(jing)不同,但其(qi)轉換器是(shi)通用的,所(suo)以本文介(jie)紹的方法(fa)對各種口(kou)徑都是适(shi)用的。
八、試(shi)驗成果的(de)意義
　　一台(tai)儀表在調(diao)整好後,雖(sui)然其“流量(liang)一位移”關(guan)系還可能(neng)會改變(見(jian)表2和表3),甚(shen)至會變得(de)使流量超(chao)差,但通過(guo)試驗,找到(dao)了它的變(bian)化規律。隻(zhi)要通過對(dui)“零位線”的(de)檢查,就可(ke)以發現位(wei)移指示的(de)變化量,通(tong)過“零位線(xian)”對準,就可(ke)糾正其變(bian)化量。
　　當儀(yi)表安裝在(zai)現場使用(yong)時,除了儀(yi)表的讀數(shu)外,用戶不(bu)可能知道(dao)管道内的(de)真實流量(liang)值,因此也(ye)無法核對(dui)儀表的指(zhi)示是否正(zheng)确,也無法(fa)判斷流量(liang)與浮子位(wei)移的關系(xi)是否還正(zheng)确對應。我(wo)們從圖1上(shang)可以看到(dao),當流量爲(wei)零時,浮子(zi)就落到最(zui)低處,坐落(luo)在導向環(huan)上,對每一(yi)台制造好(hao)的儀表來(lai)說,這個位(wei)置是固定(ding)不變的。不(bu)管儀表使(shi)用多少年(nian),浮子的“機(ji)械零位”都(dou)應該保持(chi)同一個數(shu)值。因此,在(zai)“浮子位移(yi)”标尺上的(de)“零位線”指(zhi)示也應該(gai)保持不變(bian)。若由于某(mou)種原因使(shi)“零位線”的(de)指示變了(le),就應該果(guo)斷地把它(ta)調回來。“流(liu)量線”反映(ying)的是浮子(zi)離開“零位(wei)”的高度。隻(zhi)要“零位線(xian)”的指示保(bao)持不變,“流(liu)量線”位置(zhi)上的流量(liang)值也基本(ben)不會改變(bian)。用戶不需(xu)要流量測(ce)試設備,就(jiu)能自行檢(jian)查和調整(zheng)。

以上内容(rong)來源于網(wang)絡，如有侵(qin)權請聯系(xi)即删除!