浅谈涡街流量计与孔板流量计的区别

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浅谈涡街流量计与孔板流量计的区别
发布日期:2021-12-23 21:20:50浏览量:769

 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型漩涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的漩涡的仪表。孔板节流装置由于结构简单,造价低、可靠等优点,它几儿乎适用于所有介质测量,而与之配套的差压变送器发展迅速,使其本身具有的不足得以弥补。本文就我多年的工作经验总结出涡街流量计和孔板流量计的区别。

一、涡街流量计与孔板流量计目前的技术水平

      涡街流量计的基本结构由涡街发生体、检測元件、信号处理放大电路组成,目前对于涡街发生体的研究已达到相当完善的程度,以三角型发生体为zui佳型体,检测元件有热敏电阻、应变片、压电晶体、差动电容、超声波等。信号处理部分有许多已微机化。目前,孔板流量计的技术发展水平仍以确定的经验公式为基础,1980年国际标准化组织将R541与R78两个标准合并成标准ISO5167(1980)

二、工作原理

      涡街流量计是应用流体振荡原理来測量流量的,流体在管道中经过涡街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡,旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,可用下式表示F=Stv/d式中:伪旋涡的释放频率,Hz,v灼流过旋渴发生体的流体平均速度,m/s旋涡发生体特征宽度,m;S斯特罗哈数,无量纲,它的数值范围为0.14~0.27。S堤雷诺数的函数,St=f(1/Re)。

      当雷诺数Re在102~105范围内,S值约为0.2,因此,在测量中,要尽量满足流体的雷诺数在102~105,旋涡频率f=0.2v/d。由此可知,通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度y再由式q=vA可以求出流量q,其中A为流体流过定涡发生体的截面积。这些交替变化的旋渴就形成了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,便产生一系列交变电信号,经过前置放大器转換、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号或标准信号。

      孔板流量计是充满管道的流体,当它们流经管道内的节流装置时,流速将在节流裝置的节流件处形成局部收缩,从而使流速增加,静压力低,于是在节流件前后便产生了压力降,即压差介质流动的流量越大,在节流件前后产生的压差就越大,所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的涡街流量计按率检出方式可分为应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。街流量计是属于zui年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。

       1、优点

      (1)涡街流量计无可动部件,测量元件结构简单,性能可靠,使用寿命长。

      (2)涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1:10。

      (3)涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。

      (4)它造成的压力损失小。

      (5)准确度较高,重复性为0.5%,且维护量小。一次元件的流量特性对控制系统产生的影响。由于涡街的输出频率与流量成线性关系,当它与调节阅,调节器级成一个控制系统时,相当于个时滞和时间常数都小到可忽略的一个滞后环节,可视为比例环节,广义对象的特性完全取决于回路中其他环节,对控制系统几无影响。

       2、缺点

      (1)涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度压力、密度等热工参数的影响,但液体或蒸汽的zui终测量结果应是质量流量,对于气体,zui终测量结果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流暈都必须通过流体密度进行換算,必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。

      (2)造成流量测量误差的因素主要有:管道流速不均造成的测量误差;不能准确确定流体工况变化时的介质密度;将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除,涡街流量计的总测量误差会很大。

      (3)抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动,使测量精度降低。大管径影响更为明显。

      (4)对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕,改变几何体尺寸,对测量精度造成极大影响。

      (5)直管段要求高。专家指出,涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D,才能满足测量要求。

      (6)耐温性能差。涡街流量计一般只能测量300C以下介质的流体流量。

三、孔板流量计

      1、优点

      (1)标准节流件是全世界通用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量计中亦是唯一的。

      (2)结构易于复制,简单、牢固、性能稳定可靠、价格低。

      (3)应用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)分混相流,一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。

      (4)检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便与专业化规模生产。

 2、缺点
      (1)测量的重复性、精确度在流量计中属于中等水平,由于它的输出与流量成线性关系,回路増益随着流量而变化,虽然利用调节阀的流量特性来补偿广义对象的线性影响,但效果并不明显,因此,必须引入开方器,开方器的引入虽然使广义对象的特性不随工作点而变化,明显改变了调节品质,但在小流量时反应快、灵敏、容易引起系统,调节误差增大,精确度难于提高。
     (2)范围度窄,由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3:1~4:1。
     (3)有较长的直管段长度要求,一般难于满足。尤其对较大管径,问题更加突出;
     (4)压力损失大。通常为维持一台孔板流量计正常运行,水泵需要附加动力克服孔板的压力损失。该附加耗电量可直接由压力损失和流量计算确定。一年约需多耗电数万度,折合人民币数万元。
     (5)孔板以内孔锐角线来保证精度,因此对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,长期使用精度难以保证,需每年拆下强检一次。
     (6)采用法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护工作量。
     综上所述,流量计合理的选择是一个企业节能降耗的重要环节,也为生产的顺利进行,提供了重要的依据。