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渦街流量計旋渦發(fā)生頻率的檢測 流量計技術指標

時間:2020-07-29    來源:儀多多儀器網    作者:儀多多商城     
渦街流量計的流量信號是由旋渦的頻率反映的,所以渦頻如何檢出,是渦街流量計研制的一個重要課題.

從目前渦頻信號檢測原理來分,大致有這樣兩類:

①檢測產生旋渦后在旋渦發(fā)生體附近的流動變化頻率,主要通過熱敏元件完成,
②檢測旋渦產生后在旋渦發(fā)生體上受力的變化頻率,這主要通過壓電敏感元件完成.

下面,我們將分別來討論這兩種檢測方式的具體實例.

第一種檢測方法以圓柱形旋渦發(fā)生體熱線式為例,其結構可見圖3—9所示.圓柱體表面開有導壓孔,與圓柱體內部空腔相通.空腔由隔墻分成兩部分,在隔墻的中央部分有—小孔,在小孔中裝有檢測流體流動的鉑電阻絲.

當旋渦在圓柱體下游側產生時,由于升力的作用,使得圓柱體下方的壓力比上方高一些.圓柱體下方的流體在上下壓力差的作用下,從圓柱體下方導壓孔進入空膠,通過隔墻中央部分的小孔,流過鉑電阻絲,從上方導壓孔流出.如果將鉑電阻絲加熱到高于流體溫度的某溫度值,則當流體流過鉑電阻絲時,就會帶走熱量,改變其溫度,也即改變其電阻值.當圓柱體上方產生一個旋渦時,則流體從上導壓孔進入,由下導壓孔流出,又一次通過鉑電阻絲,又改變一次它的電阻值.由此可知:電阻值變化與流動變化相對應,也就與旋渦的頻率相對應.所以,可由檢測鉑電阻絲電阻變化頻率得到渦頻率,進而得到流量值。

將鉑電阻絲的電阻值變化轉換成電信號的電路如圖3—11所示.


渦街流量計熱檢測方式電路框圖

圖中A1將電橋一臂的鉑電阻絲的輸出進行差動放大,通過功率放大器A2的輸出電流反饋回電橋,使鉑電阻絲的溫度比流體溫度高一恒定值.

第二種檢測方法以三角柱旋渦發(fā)生體為例.其結構可見圖3—10所示.在三角柱的兩側裝有兩片彈性金屬薄膜,它們兼為電容器的極扳,里面裝有電極板.電極扳與金屬膜之間充滿了油,借以傳遞壓力.

這樣當三角拄下面產生一個旋渦,同時下方的壓力就高于上方壓力,將三角拄下方的金屬膜向里壓入,而上方的金屬膜就向外彈出,改變了兩個電容器各自的電容量.這樣,對應于交替產生的升力,兩組電容器的電容量就差動地變化.于是,電容量變化與升力變化相對應,也就與旋渦的發(fā)生頻率相對應.這樣,就可由電容量變化頻率得到旋渦頻率,進而得到流量值.

將電容量變化轉換成電信號的電路框圖見圖3—22所示.渦檢測傳感器由兩組金屬膜和電極板組成差動變化電容器,將它放在靜電容檢測電橋上,由RF振蕩回路產生激勵.當渦產生時,靜電容量發(fā)生變化,導致電橋不平衡,將該不平衡勢通過RF放大電路放大,經檢波后就得到與渦頻相對應的信號.將該信號放大并整形成矩形波,由定電流回路作為給定電流脈沖輸出.反饋回路用于補償溫度變化引起的電橋不平衡。


電容式渦頻檢測器電路框圖

兩種檢測方式相比,第一種方法靈敏度高,適用頻率范圍較寬,故對應的流量范圍也較寬.但它構造精細,容易受到流體中雜質的影響.第二種方法結構堅固,可靠,在工業(yè)測量中應用較廣泛.但由于升力與流速平方成正比,即流速增加10倍,升力將變化100倍.所以,如果要求流量計既能適用于大的流量范圍,又能保證它具有一定的靈夠度,這種方法是有一定困難的。



    轉子流量計是現(xiàn)在流量儀表中使用非常廣泛的一類產品,玻璃轉子流量計、塑料管轉子流量計、金屬管轉子流量計等等都屬于轉子流量計。而玻璃轉子流量計因為結構安裝、安裝方便、價格便宜等優(yōu)點因素,被更多的廠家購買和使用。玻璃轉子流量計是測量流量的,需要講究的是一個流量誤差、流量精度問題,那么哪些原因會導致轉子流量計誤差變大呢?

    1.安裝不符合要求

    一般的玻璃轉子流量計都是垂直安裝的,安裝的時候流量計的傾斜角度不能超過20度。

    當然也有部分浮子流量計采用水平安裝,對于水平安裝浮子流量計要保持水平,傾角也不大于20度。浮子流量計周圍100mm空間不得有鐵磁性物體。安裝位置要遠離閥門變徑口、泵出口、工藝管線轉彎口等。要保持前5D后250mm直管段的要求。

    2.氣體介質受到溫度壓力影響較大

    流量計在出廠之前都是經過標定的,按照使用者提供的介質的溫度、介質的密度進行流量刻度標定,氣體介質受到溫度壓力的影響比較大,所以需要使用者提供準確的常用的溫度值。

    3.液體介質的密度變化較大

    儀表在標定前,都將介質按用戶給出的密度進行換算,換算成標校狀態(tài)下水的流量進行標定,因此如果介質密度變化較大,會對測量造成很大誤差。解決方法可將變化以后的介質密度帶入公式,換算成誤差修正系數(shù),然后再將流量計測出的流量乘以系數(shù)換成真實的流量。








    電磁流量計的工作原理基于法拉第電磁感應定律。


    當一個導體在磁場內運動時,在與磁場方向、運動方向相互垂直方向的導體兩端,會產生感應電動勢。


    電動勢的大小與導體運動速度和磁場的磁感應強度大小成正比。

 


    技術參數(shù)


    公稱通徑(mm):管道式四氟襯里:DN10~DN600


    管道式橡膠襯里:DN40~DN1200


    流動方向:正,反,凈流量


    量程比:150:1


    重復性誤差: 測量值的±0.1%


    精度等級:管道式:0.5級,1.0級


    被測介質溫度:普通橡膠襯里:-20~+60℃


    高溫橡膠襯里:-20~+90℃


    聚四氟乙稀襯里:-30~+100℃


    高溫型四氟襯里:-20~+180℃


    額定工作壓力:(高壓可定制) DN6-DN80:≤1.6MPa   DN100-DN250:≤1.0MPa


    DN300-DN1200:≤0.6MPa


    電導率范圍:被測流體電導率≥5μs/cm


    結構:


    主要由磁路系統(tǒng)、測量導管、電極、外殼、襯里以及轉換器等部分組成。


    1、磁路系統(tǒng):


    其作用就是產生均勻的直流或交流磁場。


    直流磁路是用*磁鐵來實現(xiàn),具有結構比較簡單,受交流磁場的干擾比較??;


    但它容易使通過測量導管內的電解質液體極化,使正電極被負離子包圍,負電極被正離子包圍,即電極的極化現(xiàn)象;


    并導致兩電極之產蝗內阻增大,因而嚴重影響儀表正常工作。


    當管道直徑較大時,磁鐵相應也很大,笨重且不經濟,所以電磁流量計一般采用交變磁場,且是50HZ工頻電源激勵產生的。


    2、測量導管:


    其作用是讓被測導電性液體通過。


    為了使磁力線通過測量導管時磁通量被分流或短路,測量導管必須采用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一定機械強度的材料制成;


    可選用不導磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。


    3、電極:


    其作用是引出和被測量成正比的感應電勢信號。


    電極一般用非導磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過時不受阻礙。


    它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆積在其上面而影響測量精度。


    4、襯里:


    在測量導管的內側及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯里。


    它直接接觸被測液體,其作用是增加測量導管的耐腐蝕性,防止感應電勢被金屬測量導管管壁短路。


    襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。


    5、轉換器:


    由液體流動產生的感應電勢信號十分微弱,受各種干擾因素的影響很大;


    轉換器的作用就是將感應電勢信號放大并轉換成統(tǒng)一的標準信號并抑制主要的干擾信號。


    其任務是把電極檢測到的感應電勢信號Ex經放大轉換成統(tǒng)一的標準直流信號。







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