近年來(lai),國内外流量儀表(biao) 總的發展趨勢有(you)以下幾個特點:`
1.由(you)于經典式的節流(liú)儀表(孔闆、噴嘴、文(wen)丘利管)在現場使(shi)用中暴露出不少(shao)缺點,它保持已久(jiu)的壟斷地位已經(jīng)消⛱️失,但仍占有較(jiao)大的比童。
2.新型儀(yí)表(渦街、電磁、超聲(shēng))日益成熟,在現場(chang)應用中🙇🏻的比重逐(zhú)漸💛增大。
3、爲提高流(liú)量測量的準确度(du),适應經濟核算的(de)要求,各種間接補(bǔ)償及直接的質量(liang)流量計不斷出現(xiàn)。
4.微電子技術已滲(shèn)透到流量儀表領(ling)域,出現了不少新(xīn)💔型智能化儀表。
5.工(gong)業的現代化、大型(xíng)化要求流量儀表(biao)的結構力求簡單(dān)、壓♻️損力求減小,各(gè)種插入式流量儀(yi)表應運而生,發展(zhǎn)迅速。
一、孔闆儀表(biao)的現狀及改進
　　 孔(kǒng)闆流量計 結構簡(jian)單,适應的口徑及(ji)工況寬闊,特别是(shì)長期以來積累了(le)大量的設計、制造(zào)、使用的經驗數據(ju),國内外均已制定(ding)了标準,即使不進(jin)行實際校驗,也可(ke)确定流量系數,因(yin)而爲設🌈計、使用部(bu)門廣🙇‍♀️泛采用,幾乎(hū)占現場使🚶‍♀️用流量(liàng)儀表的80%左右,但在(zai)使用✍️中也暴露出(chu)不多缺點,如:
1.壓損(sun)太大。孔闆的不可(ke)恢複壓損約占輸(shu)出差壓的💚50腸~90呱。一(yī)台用于中30。口徑蒸(zheng)汽管道上的孔闆(pan),由于壓損可㊙️使年(nian)運行費達上萬人(ren)民币。
2.特性受幾何(hé)尺寸的影響較大(da)。由于流體的沖刷(shua)、腐蝕以及油污的(de)粘附,孔闆銳邊的(de)流量系數有可能(neng)♋偏離設計值約10%。缺(quē)乏維修而又長期(qi)使用的孔闆,準确(que)度最好也隻有3~5%左(zuǒ)右㊙️。
3.裝拆困難。對使(shi)用于大口徑管道(dào)的孔闆來說尤爲(wei)突出。
4.輸出差壓與(yǔ)流量呈非線性關(guan)系,量程比僅爲3：1。
　　爲(wei)适應自動化對流(liu)量儀表提出的各(gè)種要求,在不斷出(chu)現各種新型儀表(biao)的同時,孔闆也在(zài)不斷改善中。例如(ru),爲擴大量程,它本(ben)質上仍是節流儀(yí)表,但孔徑可随流(liú)量值🔴的大小🔴自行(háng)改變,從而使輸出(chū)差壓與流量成線(xiàn)性關系。該儀表的(de)量程比可達100：1,準确(què)度🔞爲土1%,并可用水(shui)标定後用于蒸汽(qi)管道上。
二、渦街、電(diàn)磁等新型流量儀(yi)聲的應用領域不(bu)斷增🚩大⁉️
　　 渦街流量(liàng)計 的原理是:當流(liú)體流過非線性物(wù)體時将在其後産(chan)生周期👨‍❤️‍👨性🈲的旋渦(wo)脫落,脫落的頻率(lü)與流速成正比☎️,因(yin)此,隻要測出頻率(lǜ)😍的大小即可推算(suan)出流量值。
　　渦街流(liu)量計自七十年代(dài)問世以來發展迅(xùn)速,目前國内外已(yǐ)有🧑🏾‍🤝‍🧑🏼十多利`産品。其(qí)主要優點是:輸出(chū)量與流量成線性(xìng)關系,量程比💛可達(da)10:1;輸出量爲脈沖信(xìn)号,便于遠傳、數據(jù)處理及與計算機(jī)聯機;輸出量與介(jie)質的溫度、壓力、粘(zhan)度、密度、成份無關(guān);無可動部件,便于(yu)維護,工作可靠。
　　雖(suī)然渦街流量計有(yǒu)以上突出的優點(diǎn),但在現場應用中(zhong)🥰尚未達到預期的(de)目的。可能是由于(yú)管内的流速分布(bu)對它的💃🏻工作📧影響(xiǎng)較大,特别是渦街(jie)的形成還有随機(ji)的不穩定現象,降(jiàng)低了流量總量的(de)準确度。其次是它(ta)不适用👄于測粘度(dù)太大的流體以及(ji)采用某些檢測方(fāng)法時輸出信号靈(ling)敏度有衰減的現(xiàn)象。因此,渦街流量(liang)計的研究主要有(yǒu)三個方面:
(l)研究産(chan)生穩定、強烈的旋(xuan)渦發生體。目前發(fa)生體主🏃🏻要爲柱狀(zhuang),從斷面來看有圓(yuan)、三角、梯形、矩形以(yǐ)及各種複合形狀(zhuang)。針對二維柱🌈體在(zài)三維圓管流可能(néng)産生随機不穩定(ding)現象,日本的高🙇‍♀️本(ben)正樹近年曾提出(chū)過采用一種環形(xíng)旋渦發生體㊙️(見圖(tu)1),并進行了一些👈試(shì)驗。他認爲當環厚(hòu)W爲環平均直徑d的(de)1/6時,可産生穩☁️定的(de)渦街。當然,這種環(huan)狀渦街流量計進(jin)入實用尚有不少(shǎo)間題有待解決,如(rú)環狀發生體的支(zhi)承、渦街頻率的檢(jiǎn)測等。

(2)研究檢測渦(wo)街頻率的方法。檢(jian)測頻率的方法很(hen)多,如🚩:熱㊙️絲、熱敏、超(chao)聲、電磁、應變、擴散(sàn)矽、電容、壓電等。早(zǎo)期的熱絲、熱敏方(fang)法靈敏度雖然較(jiào)高,但由于檢測元(yuan)件暴🚶露在流體之(zhi)中,易受污染而導(dǎo)緻靈敏度下降,允(yun)許承受的溫度也(ye)較低,近年來不少(shǎo)廠家将壓電或擴(kuo)散矽封裝在渦街(jiē)發生體内或💋管道(dào)外的檢測杆上,使(shi)渦🍉街流量計的溫(wēn)度上限提高到300℃,抗(kàng)✊污染能力也大有(you)提高,擴大了儀表(biǎo)的應用領域。
(3)研究(jiu)頻率的信息處理(lǐ)。在信息處理上采(cǎi)取一些措施可以(yi)提🌏高頻率檢測的(de)穩定性,降低低頻(pin)波動的噪聲源等(deng)⭐,以彌補流👨‍❤️‍👨體振蕩(dàng)信息之不足。其次(ci),爲提☀️高流量測量(liàng)的🥰精确度,除了渦(wō)街頻率信息外,還(hái)可引入溫度、壓力(lì)檢測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼信息組成質(zhì)量流量計。微型機(ji)的普及、推廣和成(chéng)本不斷下降,也爲(wèi)渦街流量計的智(zhì)能化辟開了廣闊(kuo)的前景。
2.電磁流量(liang)計
　　 電磁流量計 也(ye)是一種很有前途(tu)的流量儀表。由于(yú)儀表中沒有任何(hé)障礙🐉物,特别适用(yòng)于測含有固相物(wù)的液體流🔞量,如污(wu)水、紙漿、礦漿等。近(jìn)🥵年來,歐、美、日等先(xian)進國家生産這⛷️種(zhǒng)儀表㊙️的廠家約占(zhàn)流量儀表廠家的(de)10~2。腸,現場應用比重(zhòng)也不斷增加,特别(bie)在以下幾個方面(mian)有💁了較大的發展(zhan):
(l)擴大了流體的應(ying)用範圍。限制使用(yòng)電磁流量計的主(zhǔ)要因素是流體導(dao)電率,其下限爲50微(wei)姆歐/厘米。1984年國外(wài)推出了高靈敏🛀🏻度(du)的電磁流量計,流(liu)體的導電率可低(di)至1微姆歐/厘米,儀(yí)表口徑爲裏~4英寸(cun)。
(2)增加了抗幹擾能(neng)力。過去,電磁流量(liàng)計勵磁采用50Hz交🐇流(liú)電,電源雖簡單,但(dàn)易受市電幹擾,零(líng)漂較嚴重。現在采(cǎi)用了鍵控開關電(dian)路,低頻方波勵磁(cí),排除了幹擾,減少(shao)了零漂,儀表準确(què)度從1.5級提高到0.5級(ji)。
(3)非接觸電極。傳統(tǒng)的電磁流量計在(zài)管内有一對與被(bèi)測介😄質相接觸的(de)電極,在測強腐蝕(shí)液體及污穢漿液(ye)時,電極裸露部份(fen)易被腐蝕或污損(sun)。一種電容禍合電(diàn)⛱️極的電磁流量計(ji),口徑中65至中500,在管(guan)道内不再有裸露(lu)部分,克服了被腐(fu)蝕🙇🏻、污損的缺點。
(4)微(wei)型化。由于管内流(liu)速分布是非均勻(yún)的,因此,采用非均(jun1)勻😍磁場可以有效(xiao)地利用磁場強度(dù),從而使電磁流量(liàng)計🌈的口徑進🍓一步(bù)❗微型化。
三、插入式(shì)流量儀表發展迅(xùn)速
　　流量儀表的體(tǐ)積與重量是随口(kǒu)徑成立方增長的(de),如果按比⛱️例放大(dà)結構,将使大口徑(jing)流量僅表顯得特(tè)别笨重。其次🍉,當口(kǒu)徑較⭐小時,流量儀(yi)表的壓損無關緊(jin)要,而當口☔徑(如孔(kong)闆)增大時,其壓💰損(sǔn)折合年運行費将(jiāng)大得難以爲✌️人們(men)所接👄受。因此,大口(kou)徑流量⚽儀表應具(ju)有結構簡單、壓損(sun)較小的特點,按此(cǐ)要求,插入式流量(liang)儀👣表用于大口徑(jing)流量測量較爲适(shì)宜🔴。
　　插入式流量儀(yi)表是一種以插入(rù)式安裝形式爲特(te)征的儀🔞表,如插入(ru)式渦輪、 插入式渦(wo)街流量計 、 插入式(shì)電磁流量計 以及(jí)皮托管、皮托文丘(qiū)利管等等。這些插(chā)入式流量儀表一(yī)✍️般指測管道内某(mǒu)一點流速以推算(suàn)流量的儀表。這種(zhong)測量方法對直💃管(guǎn)道長度有較高的(de)要求,而現場中的(de)流速分布不可能(neng)🌈那麽嚴格規範,因(yīn)此,按ISO7145的推算🚶,用該(gai)方法測流量的準(zhǔn)确度很難超過±3%。
爲(wei)提高插入式流量(liang)儀表的準确度,有(you)人提出了這樣的(de)設想:安✉️裝仍保持(chi)方便的插入形式(shì),而在管道直徑方(fāng)向測多點流速以(yǐ)适應管道中流速(su)分布的變化。

　　近年來,一種雙槳(jiang)反向插入式渦輪(lun)流量計(見圖3),它🧑🏾‍🤝‍🧑🏼其(qí)有二個槳葉,旋轉(zhuǎn)方向相反,沿管道(dào)直徑方向插入。測(cè)試表🈲明它可以👉在(zai)較寬的範圍内适(shi)應流速分💋布的變(biàn)化,即使是較惡劣(lie)的流場下,如✏️在緊(jin)接900彎頭✌️不到ZD的地(di)🚩方安裝流量計,仍(reng)可保持較高準确(què)度。與單槳葉插入(ru)✂️式渦輪流量計比(bi)較,準确度可提高(gao)約三倍。

　　提高插入(rù)式流量計準确度(du)的另一途徑是通(tong)過檢🚶‍♀️測頭的微型(xíng)👄化來減小對流場(chang)的幹擾。插入式渦(wo)輪流量計檢❓測頭(tou)♋直徑不到2英寸,這(zhè)種儀表還有一個(ge)定位機構以保證(zhèng)安裝時葉輪的軸(zhou)線與管道軸線☁️相(xiàng)平行;插入式電磁(cí)流量計的檢測頭(tou)直徑僅l英寸,可用(yòng)于在4、60英寸管道上(shàng)測流量。除此而外(wài),有些儀表還附屬(shu)了一📞些💃機構,使儀(yi)表功🔅能更趨完善(shan),如💘插入式電磁流(liu)量計,具有檢測🆚流(liu)量變化範圍的數(shù)字開關💔以及監測(ce)管道中流動情況(kuang)的信号✌️開關和低(di)流量開關。

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