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綜合分析渦街流量計技術水平

來源:上海威斯特傳感器儀表有限公司   2017年02月08日 11:07  

渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。渦街流量計是屬于zui年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。

儀器儀表行業整體綜合技術水平達到80年代中期水平,微電子技術和計算機技術在儀器儀表產品中普遍采用,約15%的產品實現了智能化,達到90年代水平;30%的產品實現了數字化,達到80年代末期水平。綜合服務能力顯著提:可以承接30萬,那么本文主要介紹國內渦街流量計發展現狀。國內渦街流量計發展現狀:渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體,流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的游渦的儀表。國內渦街流量計的優點:(1)結構簡單牢固;(2)適用流體種類多;(3)精度較高;(4)范圍度寬;(5)壓損小。

國內渦街流量計的缺點:

(1)不適用于低雷諾數測量;

(2)需較長直管段;

(3)儀表系數較低(與渦輪流量計相比)

(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。

國內渦街流量計發展現狀經過半個世紀的發展,可靠性研究與應用已成為一門遍及各學科各行業的工程技術學科,已經從電子產品的可靠性發展到機械和非電子產品的可靠性,從硬件的可靠性發展到軟件的可靠性,從重視可靠性統計試驗發展到強調可靠性工程試驗,通過環境應力篩選和可靠性強化的試驗來暴露產品故障,提高產品的可靠性。

據機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所石鎮山教授介紹,在實際使用中,用戶的反應也主要是產品的穩定可靠問題。可靠性研究和應用在儀器儀表行業有著悠久的歷史和光榮傳統。1981年,原國家儀器儀表工業總局提出以ddz-2型溫度變送器、渦街流量計為典型進行探索性的試驗研究,開展可靠性考核試驗工作,摸索可靠性應用的方法、途徑、效果。

通過改進,溫度變送器可靠性指標提高了1.6倍,調節器提高2.9倍。1986~1991年,原機械工業部先后發布“儀器儀表限期考核可靠性指標”的通告,對儀器儀表的11個專業中的200多種產品納入部級考核范疇。通過這階段的實踐,形成儀器儀表可靠性方法、工作程序、技術規范等等一系列技術文件,為開展可靠性研究、試驗與考核評定創造了條件。

20世紀90年代,儀器儀表主要走引進消化吸引再創新的途徑,重在引進制造技術而沒有產品的設計技術,導致對可靠性的意識淡薄了。加之計劃經濟時代推行的可靠性做法已經過時,國內外新的可靠性理念、方法和工具發展很快,導致與國外正在縮小的差距又很快地被拉大了。

2008年,渦街流量計報導*撰文《論述深入貫徹落實科學發展觀》指出,目前裝備制造業發展滯后,產品可靠性差,成套能力弱的問題十分突出。必須盡快改變這種局面,提高重大裝備研發設計能力、制造能力和集成能力,發展重大成套裝備、高技術裝備和高技術產業所需裝備,推進裝備制造業綠色化、信息化和國產化。2008年9月,國內渦街流量計發展現狀中國儀器儀表管理學會一致通過了“關于成立儀器儀表可靠性國家實驗室的建議”,認為儀器儀表可靠性工作極需政府的政策導向和有力的扶持。


采用渦輪進行測量的流量計。它先將流速轉換為渦輪的轉速,再將轉速轉換成與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和總的積算流量,其輸出信號為頻率,易于數字化。圖中感應線圈和*磁鐵一起固定在殼體上。當鐵磁性渦輪葉片經過磁鐵時,磁路的磁阻發生變化,從而產生感應信號。信號經放大器放大和整形,送到計數器或頻率計,顯示總的積算流量。同時將脈沖頻率經過頻率-電壓轉換以指示瞬時流量。葉輪的轉速正比于流量,葉輪的轉數正比于流過的總量。渦輪流量計的輸出是頻率調制式信號,不僅提高了檢測電路的抗干擾性,而且簡化了流量檢測系統。它的量程比可達10:1,精度在±0.2%以內。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計的時間常數可達0.01秒。


在歐洲和美國渦輪流量計是繼孔板流量計之后的第二個法定天然氣流量計,已經發展為多品種、全系列,多規格,批量生產規模的天然氣流量計。標準規范亦十分完備,但亦有不足之處:對測量介質潔凈度要求較高,使用期限受到限制。不過據國外使用部門稱:曾對240臺使用8~15年的流量計進行周期檢定,發現儀表準確度的偏移仍在規定范圍內。另外,采用一種整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結構一體化的氣體渦輪流量計,在上游側阻流件為彎頭或有半開截止閥條件下,只需要2D直管段長度,對于城市用安裝空間窄小的,它是很突出的特點。

渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類,當被測流體流過渦輪流量計傳感器時,在流體的作用下,葉輪受力旋轉,其轉速與管道平均流速成正比,同時,葉片周期性地切割電磁鐵產生的磁力線,改變線圈的磁通量,根據電磁感應原理,在線圈內將感應出脈動的電勢信號,即電脈沖信號,此電脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。

各種流量計中渦輪流量計、容積式流量計和科氏質量流量計是三類重復性、度*的產品,而渦輪流量計又具有自己的特點,如結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大(同樣口徑可通過的流量大)和可適應高參數(高溫、高壓和低溫)等。至今,這類流量計產品可達技術參數:口徑4-750mm,壓力達250MPa,溫度為-240-700℃,像這樣的技術參數其他兩類流量計則是難以達到的。


渦輪流量計廣泛應用于以下一些測量對象:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。在國外液化石油氣、成品油和輕質原油等的轉運及集輸站,大型原油輸送管線的首末站都大量采用它進行貿易結算。在歐洲和美國渦輪流量計是僅次于孔板流量計的天然氣計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸,壓力從0.8MPa到6.5MPa的氣體渦輪流量計,他們已成為優良的天然氣流量計。 盡管渦輪流量計的優良計量特性受到人們的青睞,可是給人的印象是由活動部件,使用期短,在選用時不免躊躇,經過人們的不懈努力,應該情況大有改觀。 渦輪流量計作為zui通用的流量計,其產品已發展為多品種、全系列、多規格批量生產的規模。


應該指出,渦輪流量計除前述工業部門大量應用外,在一些特殊部門亦得到廣泛應用,如科研實驗、國防科技、計量部門,這些領域的使用恰好避開了其弱點(不適于長期連續使用),充分發揮其特點(高精度,重復性好,可用于高壓、高溫、低溫及微流量等條件)。在這些領域,大多是根據被測對象的特殊要求進行專門的結構設計,它們是儀表不進行批量生產。

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