联系电话

18118846266
网站导航

新闻中心

当前位置:主页 > 新闻中心 > >
涡街流量计的流量测量新型测量方法?
时间:2021-06-16
阐述了在涡街流量计中采用新型检测方法进行流量测量的充分可行性,并通过实验数据阐明了该方法对提高流量计检测性能的作用。
0.绪论。
采用节流式差压原理制作的压力表有多种形式,其原理可靠,结构简单,不需动部件,可靠性高。但差压式压力表采用了压差数值法,用于差压式压压式压压压表设计计算的流量方程较为复杂,测量精度受被测流体物性影响较大。流量差压式流量计输出的差压模拟信号与流量之间不存在线性关系,不适合远传,易发生零漂和温漂现象。这就导致了差压式测量仪在现场使用时精度较低。而差压式测压仪的测量范围一般比较窄。上述缺陷使得差压式测量仪不能应用于某些测量精度要求较高的场合。
旋涡街同位仪是一种新型数字信号同位仪。旋涡街道测量仪测量精度高,介质通用性好,输出线性频率信号,而且不会出现温漂和零漂现象,系统结构简单,不需要运动部件,维护量小,可靠性高,工作寿命长。这样做的好处就是其他类型测量仪不能同时使用。
在此基础上,研制出了一种横向脉动差压涡街测量仪。本文中,差压传感器不是用来测量差压的数值,而是用来测量其波动频率。一般而言,可以用各种不同的方法来检测旋涡分离器中旋涡分离频率。过去所采用的正向方法有:利用应变片或压电晶体探测涡流交替分离引起的横向交变升力;利用涡流-超声波信号探测涡流;利用涡流-超声波信号探测涡流;利用涡流-交替分离引起的交变差压驱动金属片振动;利用磁力线探测涡流;利用压电晶体探测法探测涡流。
利用高居里点处的压电晶体或压电陶瓷对旋涡分离引起的交变横向升力进行压电晶体检测。压电式晶体管不需要与被测介质接触,其使用介质温度、压力可调,且测量仪表可靠,寿命长。但压电晶体是一种力敏元件,在管道中易受管道振动和声波激励而产生噪声干扰,其抗振性较差。涡街流量计采用压电晶体检测方法,不适用于具有强烈机械振动的场合。
横脉动差压涡街流量计采用具有良好动态差压测量特性的差压传感器对横脉动差压进行测量。压差传感器输出的交流压差信号经过滤波处理、整形处理后输出为与流量成比例的频率信号。对比涡街流量计和压电晶体检测器,差压式涡街流量计具有更好的抗机械振动性能。另外,差压式传感器系统安装在流量计的流道外部,在维修和更换差压传感器时无需切断管道。
当前市场上尚无适合现场使用的压差式涡街测量仪产品。本文介绍的差压探测式涡流街集仪采用了双侧管壁获取差压的方法,即在涡流发生体后双侧流管壁上分别设置感压孔和导压管,利用差压传感器测量两点的差压,由差压传感器输出差压脉动信号,得到涡流分离频率,从而得到体积流量值。这两种壁式取压方式,其取压点位置有多种方案,均在涡旋后的涡旋尾流段。
涡旋发生体下游为流动噪声较强的区域,因此,收集到的压差信号中存在着强叠加、复杂的流动澡声信号。这样就增加了信号处理电路的负担。另外,这种加压方式需要较长的引压管线,会使差压检测系统的频率特性变差,也不利于涡街测量仪差压传感器和附件的结构布置。为研制一种具有低流动噪声信号和低同频结构的差压检测式涡街流量计,对旋涡发生体直接取差压检测式涡街流量计进行了实验研究,并成功地研制出了在旋涡发生体上直接取差压的横向脉冲差压涡街流量计。
一、横向脉动差压涡街测量仪原理。
1.1"横差压力"的概念。
节流差压式流量计一般是在节流部件的上下游分别开有取压孔,通过测量二者的差压值,计算得出流量,即沿流向纵向布置的两个测压孔和流向纵向差压方向。差压式涡街流量计的两个取压孔应设在同一平面内,流动方向应垂直,测得的脉动频率应为流体的横向差压。
1.2侧向脉动压力的产生机制
在管内流体通过非流线型截面的柱体时,雷诺数达到一定值后,柱体后部两侧会出现交替分离涡旋,从而引起流体发生振荡射流流动,即柱体两侧的液流交替增大或减小。由于流体的振荡流动,在柱体两侧产生了脉动的横向差压。双侧差压正、负方向与涡分频频率交替变化。
通过对流场流动机理的分析,认为涡旋是从柱体两侧交替出现和分离的,柱体后部的一股横向流动是不断变化的,正是这种横向流动使方向发生周期性的变化,使规则振荡沿着柱体绕流而行。
1.3差压波动频率与流量有关。
结果表明,圆柱绕流的规则振荡频率取决于圆管中圆柱的几何参数(截面形状和尺寸)和平均流速。
在圆柱截面几何形状一定的情况下,涡旋分离频率与圆柱迎流面宽度v、v柱侧流速度成正比:
f=St/v/d
在上式中,Straohal数St是一个系数,只由圆柱截面几何形状决定。试验证明,St在Re数一定范围内为常数。所以,脉动差压的频率,也就是流体振动的频率f,与管中流体的平均速度v成正比。流速与流体振动频率成一定的线性关系。测量横向差压脉动频率即测量管道中的流量。
2.水平差压涡街流量计的主要构造。
1)涡旋产生;2)差压传感器;3)信号处理电路;
4)表体;5)三通。
2.1管道壁取压(DN50以下)
2.2柱体内压力(DN80-DN300)
2.3柱的侧向压力。
3.横差式涡街流量计的主要特点。
3.1原始信号是数字脉冲信号。
在脉冲数字信号中,加压元件不会发生零点漂移或温度漂移。(这是一种计量变化,而非幅度)。
二是传输距离远,信号振幅大,对流量测量精度影响不大。
3)仪表盘的精度是示值精度。
3.2压力传感器的数字信号与液体呈线性关系。
用线性关系表示的脉冲数字信号可以达到很高的测量精度。
3.3差压传感器信号信噪比的原始值。
传感系统的原始信号信噪比好,可以大大降低流量计的测量误差。
3.4可以用来测量成分变化的媒介。
计量容积流量时,流量计的仪表系数几乎与介质密度无关。
所以,当测量不同成分的气体、液体时,准确度要高于差压流量计。
3.5结构安装简便。
直接安装在管道上,无需另装压力管,差压变送器等。
3.6抗振性能好。
受声管振动和声波的影响较小,抗振能力优于常规应力检测式涡街流量计。
3.7低限度测量,量程比宽。
在中国航空工业计量站的20000公升钟罩检测系统上进行精度试验,获得了样机的精度图9。
对于不同的测量范围,精度指标分别为:
流动间隔为30-802m3/h,线性误差±1.1%,重复误差为0.36%(1:26)。
流动范围50-802m3/h,线性误差±0.51%,重复误差0。12%(1:16)。
流场间隔70-694m/h,线性误差±0.3%,重复误差0.12%(范围度1:10)。
如图10~图16所示:各测点的信号质量都比较好。
3.8检测元件可在线更换,不断流。
本实用新型可以实现在线更换传感器,更换后仪表系数不会发生变化。
3.9涡流发声体侧部取压不容易发生堵塞。
在圆柱形发声体侧中心处设置有80以上口径取压空,该位置流速***大,在测量赃物介质时,具有自清洁功能,可与传统的差压式圆柱形压力计相分离。

如果您有任何问题,请跟我们联系!

联系我们

Copyright ©2021 红旗仪表(江苏)有限公司 版权所有

地址:江苏省淮安市戴楼集中工业区润楼路19号

在线客服 联系方式

服务热线

18118846266