平衡流量計(jì)是對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進(jìn)行了很大的改進(jìn),是有平衡整流的顯著特點(diǎn)。傳統(tǒng)的節(jié)流裝置只有一個流通的孔徑,節(jié)流后使其流體失去了理想的流體。從而可以將差壓式流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮的很好,平衡流量計(jì)幾乎適合用于所有流體的測量,它是流體測量技術(shù)的一場革命,就目前平衡流量計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、水處理等行業(yè)當(dāng)中。
平衡流量計(jì)它是一種革命性的差壓式流量儀表,其工作原理是與其他差壓式流量計(jì)一樣,都是在密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理。在理想的流體情況下管道中的流量與差壓平方根成其正比,用測出差壓值根據(jù)伯努利方程就可計(jì)算出管道中的流量。HL系列平衡流量傳感器是一個多孔圓盤節(jié)流整流器,安裝在管道截面上,每個孔的尺寸與分布都是基于特殊公式與測試數(shù)據(jù)而定制的,就是稱為涵數(shù)孔。當(dāng)其測量流體在穿過圓盤的函數(shù)孔時,流體將會被平衡整流,渦流被小化,形成了近似理想的流體,通過取壓裝置,就可以獲得穩(wěn)定的差壓信號,是根據(jù)伯努利方程來計(jì)算出體積流量、質(zhì)量流量。
平衡流量傳感器是有對稱多孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn),能夠?qū)α鲌鲞M(jìn)行平衡,降低了渦流、振動與信號噪聲,流場穩(wěn)定性會大大的提高,使線性度比孔板提升了5-10倍,重復(fù)性有所提高,從其綜合性能來看,平衡流量計(jì)是屬于流量計(jì)行列。平衡流量計(jì)因?yàn)榱鲌龇€(wěn)定,而且壓力恢復(fù)比孔板快兩倍,大大的縮短了對直管段要求其前后直管段一般都是為前3D后1D,小可以小于0.5D,從而就省去了大量的直管段,尤其是特殊昂貴的材料管道。多孔對稱的平衡設(shè)計(jì),減少了紊流剪切力與渦流形成,從而大大降低了滯留死區(qū)的形成,更是保證了臟污介質(zhì)能順利通過多個孔,減小了流體孔所堵塞的問題。
污水流量計(jì)被廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、化學(xué)纖維等工業(yè)生產(chǎn)各部門中。對儀表前后直管段要求不高,對液體縱向速度分量敏感,對環(huán)流不敏感,所以電磁流量計(jì)前面的直管段長度比其他流量計(jì)都短。所以,應(yīng)用很廣泛。對于其安裝技術(shù)條件,做如下陳述?! ?、污水流量計(jì)必須符合國家環(huán)境保護(hù)總局頒布的污水流量計(jì)技術(shù)要求。在國家正式頒布污水流量計(jì)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)要求之前,污水流量計(jì)必須經(jīng)清水測評和廢水現(xiàn)場考評合格?! ?、為了測定廢水流量或流速,必須對廢水排口進(jìn)行規(guī)范化整治?! ?、測流時段內(nèi)測得流量應(yīng)與水量衡算結(jié)果誤差不得大于10%?! ?、流量測量裝置應(yīng)具有足夠的測量精度,應(yīng)選用測定范圍內(nèi)的測量裝置進(jìn)行測量,測量流量時不應(yīng)受污水雜物的影響?! ?、因工業(yè)廢水成分復(fù)雜,其中的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性物質(zhì)對流量計(jì)或堰板有一定腐蝕作用,懸浮物對流量測量也會產(chǎn)生影響,為此必須加強(qiáng)流量計(jì)量裝置的維護(hù)和保養(yǎng)。 6、流量計(jì)必須定期校正。
超聲波流量計(jì)是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表,目的是解決一些測量困難的問題。超聲波流量計(jì),集計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)于一身,將聲學(xué)的研究成果與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合在一起,可以用于多種液體的測量。
噪聲的來源分析
在超聲波流量計(jì)測量系統(tǒng)中,構(gòu)成噪聲源物質(zhì)的類型很多。如:
?。?)流量計(jì)安裝環(huán)境中可能存在的較大的電場和磁場干擾;
(2)靠近水泵安裝時的水泵帶來的接近于超聲波信號的噪音;
?。?)操作人員隨身攜帶的通信系統(tǒng);
(4)電源中的高次諧波;
?。?)電路板上高頻晶體振蕩器所帶來的噪聲干擾。對于從外界來的噪聲干擾源,主要采用降低電路對噪聲的敏感度、減少噪聲拾取、切斷噪聲耦合路徑的辦法解決,而對于來自于系統(tǒng)內(nèi)部,如電路板上的噪聲源,則采取信號地、數(shù)字地分離、多點(diǎn)接地、合理布線的方法解決。
典型的噪聲路徑框圖如圖1所示。可以看出,一個噪聲問題的產(chǎn)生必須具備三個要素,首先,必須有噪聲源;其次,必須有對噪聲敏感的接收器;第三,必須有一個將噪聲從源頭傳送到接收器的耦合路徑。因而要解決噪聲問題就必須從這三個方面著手解決。
超聲波流量計(jì)改良措施
1、濾波
因?yàn)槌暡ㄐ盘柕念l率大致為1Mhz,由運(yùn)放和電容等器件構(gòu)成的有源濾波器的帶寬較小,最大在幾百千赫茲,在這個頻率附近不易采用,而若采用專用集成的濾波電路造價又偏高,因此這里采用了簡單易行的由電感和電容組成的LC 濾波器。
由L和C組成并聯(lián)諧振,將諧振頻率設(shè)在1.5MHz,由L1、C1 以及 L2、C2組成串聯(lián)諧振,整個形成T型網(wǎng)路,實(shí)現(xiàn)了帶通濾波。
除了設(shè)計(jì)信號處理中的濾波電路外,對所有進(jìn)出屏蔽盒的導(dǎo)線都實(shí)施了濾波措施。在導(dǎo)線穿透屏蔽體的地方,使用了饋通電容,并且在導(dǎo)線和電路端的地之間又連接了一個短引腳的云母電容。
2、 屏蔽
在本次設(shè)計(jì)中采用了以鋁為材料的殼體,對處于內(nèi)部的儀器形成電場和磁場的保護(hù)層。眾所周知,理想的屏蔽體應(yīng)是一個封閉的、連續(xù)的導(dǎo)電殼體,沒有開孔和接縫。然而實(shí)際使用中卻因?yàn)橐季€,很難達(dá)到真正的屏蔽。通過對屏蔽的不連續(xù)性對磁場感應(yīng)電流影響的分析,這里沒有采用矩形縫隙走線,而采用了在屏蔽盒多個面上開小孔的策略,并且使進(jìn)出屏蔽體的導(dǎo)線的屏蔽層都360°連接到屏蔽盒上。這樣做的好處是直接改善了系統(tǒng)對于電場和磁場的忍耐能力,增強(qiáng)了性能。
3、平衡電路
平衡電路是用于產(chǎn)生相同和相反信號的電路,將這些信號送入兩個導(dǎo)線;電路的平衡特性越好,信號的散射就越小;它的噪聲抑制特性也越好。
平衡電路抵消干擾信號的能力,是建立在信號波形和幅值嚴(yán)格對稱,同、反相端電路增益嚴(yán)格一致的基礎(chǔ)上的,理論上,理想的平衡放大器對感應(yīng)噪聲具有無窮大的抑制比,可以將干擾信號完全抵消,但在實(shí)際應(yīng)用中,平衡電路由于增益誤差等原因,抗干擾能力不可能達(dá)到理想值,甚至?xí)a(chǎn)生一些新的失真和噪音。但即使這樣,相對于單端電路只能采用加強(qiáng)屏蔽和進(jìn)行電源濾波來降低干擾來講,平衡電路仍不失為一種主動式、積極有效的抗干擾措施,在惡劣電磁環(huán)境、長距離傳輸時優(yōu)勢非常明顯。