一體化智能孔板流量計的探討

一體化智能孔板流量計的探討
        差壓式流量計是一種歷史悠久、用量很大的流量計。但傳統(tǒng)的差壓流量計需要由節(jié)流裝置、引壓管線、差壓變送器、流量積算儀組成一個完整的流量測量系統(tǒng)。對于氣體流量的測量還需要配置壓力變送器、溫度變送器進(jìn)行溫壓補償。對于大部分用戶來說，選購合適量程的儀表成了麻煩的事情，況且安裝時節(jié)流裝置與差壓變送器之間引壓管線為薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生泄漏、堵塞、凍結(jié)及信號失真等故障。隨著流量儀表工業(yè)的迅速發(fā)展，針對用戶的要求，不少廠家將節(jié)流裝置和差壓變送器做成一體，縮短較長的引壓管線，減少故障率，改善動態(tài)特性，方便安裝使用，受到用戶的歡迎。在一體化直接安裝的基礎(chǔ)上，通過增加溫度傳感器、壓力傳感器，實現(xiàn)了差壓、溫度、壓力的實時信號采集、處理、運算、顯示、4-20mA電流輸出、.. HART協(xié)議通訊等功能，逐步形成了一體化智能差壓流量計。..
       1、 測量原理
充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流件時，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后形成了壓強差。在測量條件相同的情況下，流體流量越大，產(chǎn)生的壓強差越大，這樣可依據(jù)差壓來衡量流量的大小。這種測量方法是以流體連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努力方程（能量守恒定律）為基礎(chǔ)的。
       2、 設(shè)計思想
        由于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有成熟的理論基礎(chǔ)，只要嚴(yán)格按照ISO5167 —1991、GB/T2624 —93設(shè)計、加工就毋須實流標(biāo)定。近年來，支持GB/T2624 —93《流量測量節(jié)流裝置設(shè)計計算及管理軟件》已廣泛應(yīng)用，采用專業(yè)的計算軟件就能比較容易的根據(jù)用戶現(xiàn)場技術(shù)參數(shù)設(shè)計計算。設(shè)計一體化智能差壓流量計時，溫度傳感器和壓力傳感器的安裝位置的選取也非常重要，既要精確測量，反映出被測介質(zhì)的真實狀態(tài)，又不能影響流場的穩(wěn)定性。根據(jù)經(jīng)驗，我們一般將溫度傳感器安裝孔設(shè)計在節(jié)流件下游側(cè)，將壓力傳感器取壓孔設(shè)計在節(jié)流件上游側(cè)。對于壓縮空氣、天燃?xì)獾葴y量介質(zhì)，溫度和壓力的檢測比較容易實現(xiàn)。對于飽和蒸汽，由于其在一定范圍內(nèi)溫度或壓力只需要檢測一個物理量就可以推算出它的密度，所以利用一體化智能孔板流量計間接測量飽和蒸汽的質(zhì)量流量時，采用壓力或溫度補償?shù)姆绞蕉际强尚械模趯嶋H應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)采用溫度補償?shù)姆绞剑瑑x表適應(yīng)能力更強一些，一是常用的壓力傳感器工作溫度在-20℃.. ~ 80℃，不能直接和蒸汽接觸，二是壓力傳感器量程選擇不恰當(dāng)時易過壓損壞。對于過熱蒸汽，在一定范圍內(nèi)它的密度是關(guān)于溫度和壓力的二元函數(shù)，所以一體化智能孔板流量計需通過配置溫度傳感器和壓力傳感器來實現(xiàn)對過熱蒸汽的質(zhì)量流量測量。對于飽和蒸汽和過熱蒸汽的測量，一體化智能孔板流量計的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與測量壓縮空氣、天燃?xì)獾慕Y(jié)構(gòu)方式是有所區(qū)別的，由于常用的電容式差壓傳感器允許溫度范圍為-40℃.. ~ 104℃，而對于飽和蒸汽和過熱蒸汽來說，其溫度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于差壓傳感器的溫度極限值，蒸汽是不能直接和傳感器接觸的，必須增加冷凝圈或冷凝罐，利用冷凝水使高溫介質(zhì)和傳感器隔離，以冷凝水傳遞壓強的方式，既能正確測量，又不損壞元件。
        3 、現(xiàn)場應(yīng)用情況
        一體化智能孔板流量計繼承了傳統(tǒng)孔板流量計的優(yōu)點，用戶熟悉、放心；一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝、維護(hù)方便；合理的算法體現(xiàn)了智能化的特點。該產(chǎn)品現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在水、壓縮空氣，天然氣、飽和蒸汽的測量領(lǐng)域。由于其簡易的安裝方式，完善的工作原理，較高的測量精度正受到越來越多的用戶青睞。