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智能壓縮空氣流量計選型與安裝時(shí)需要注意的問(wèn)題有哪些
點(diǎn)擊次數：1712 發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 05:07:19
智能壓縮空氣流量計是根據卡門(mén)渦街原理研究生產(chǎn)的測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無(wú)可動(dòng)機械零件，因此可靠性高，維護量小。是工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)的主要流量測量?jì)x表之一。
近年來(lái)，微電子技術(shù)的發(fā)展，直接推動(dòng)了智能壓縮空氣流量計的技術(shù)水平日益更新，目前市面上智能壓縮空氣流量計產(chǎn)品的型號和種類(lèi)眾多，它有著(zhù)許多其它流量計無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如精度高、可以輸出數字信號等。智能壓縮空氣流量計測量的參數能長(cháng)期穩定。智能壓縮空氣流量計采用壓電應力式傳感器，可靠性高，可以適應較高的溫度范圍，在-20℃～+250℃溫度區間中工作無(wú)壓力。輸出信號可以有模擬標準信號，也可采用數字脈沖信號輸出，方便將信號整合到PLC系統，與計算機等數字系統配套使用，是目前比較先進(jìn)、理想的測量?jì)x器類(lèi)型。
相比較電磁流量計，孔板流量計等 產(chǎn)品，智能壓縮空氣流量計在工業(yè)應用中卻并不如以上所提的儀表普遍，究其中原因并不是由于其技術(shù)和性能指標還沒(méi)有達到令人滿(mǎn)意的程度，而是由于用戶(hù)在選擇和使用智能壓縮空氣流量計時(shí)缺乏應用經(jīng)驗造成的。本文就針對于智能壓縮空氣流量計在工業(yè)生產(chǎn)中的選擇方法和安裝要求進(jìn)行說(shuō)明。
一、智能壓縮空氣流量計的選擇
智能壓縮空氣流量計的選用要結合工藝介質(zhì)的特點(diǎn)、流量計的性能、經(jīng)濟性、安裝及環(huán)境等方面來(lái)考慮，一般專(zhuān)業(yè)人員都可以做到。本文中重點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)需要特別注意的問(wèn)題。
根據所測介質(zhì)情況選擇
1.1根據測量介質(zhì)進(jìn)行產(chǎn)品的選型
一般智能壓縮空氣流量計可以測量氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量，但由于各種介質(zhì)特性千差萬(wàn)別，傳感器結構形式各種各樣，其適應性也不同。壓電應力式和電容式智能壓縮空氣流量計應用范圍較廣，但在測低密度和低流速氣體流量時(shí)，由于受到漩渦能量的限制，發(fā)生漩渦不強烈信號低，電容式智能壓縮空氣流量計由于存在兩個(gè)導壓孔，不易測量贓物介質(zhì)；超聲波式雖然能測量低流速介質(zhì)流量，但對脈動(dòng)較敏感；具體情況如下：
1)對于介質(zhì)中含有粉塵和固體顆?；驊腋∥锏牧黧w不宜選用電容智能壓縮空氣流量計。因為在漩渦發(fā)生體兩側有兩個(gè)導壓小孔，容易堵塞，使輸出信號為零。凡是帶有導壓小孔的其它類(lèi)型的流量計和電容流量計具有相似的情況。
2)智能壓縮空氣流量計雖然抗振性能強，但使用溫度范圍不如電容式和壓電應力式寬。一般壓電式智能壓縮空氣流量計測溫上限不超過(guò)300℃。超過(guò)時(shí)壓電元件絕緣下降，輸出信號變小，抗干擾能力大大降低；電容式智能壓縮空氣流量計的測溫上限達400℃，具有較好的耐高溫性能；而超聲波式智能壓縮空氣流量計測溫上限不超過(guò)200℃，如果被測流量介質(zhì)溫度超過(guò)此范圍，則可能損壞超聲波探頭。另外，超聲波智能壓縮空氣流量計不宜在含有過(guò)多氣泡的液體或含雜質(zhì)的液體中測量，因為有過(guò)多氣泡的液體，超聲波不易穿過(guò)，可能造成測量上的困難甚至不可能測量。液體中含有雜質(zhì)會(huì )對超聲波起到慢反射或吸收的作用，影響測量的準確性。
3)智能壓縮空氣流量計的選擇不僅要考慮被測介質(zhì)的溫度，還要考慮檢修吹掃介質(zhì)的溫度。智能壓縮空氣流量計的被測介質(zhì)溫度可能是常溫，但是在檢修時(shí)需要用蒸汽吹掃管線(xiàn)，蒸汽的溫度在150℃以上，如果選型時(shí)只考慮到介質(zhì)的溫度而選擇適用溫度范圍低的智能壓縮空氣流量計，在檢修吹掃管線(xiàn)時(shí)，就有可能損壞敏感元件。
4)在使用狀態(tài)下，如果被測介質(zhì)有明顯的脈動(dòng)，則不宜選擇超聲波智能壓縮空氣流量計。因為超聲波智能壓縮空氣流量計對小流量敏感度很高，在這種場(chǎng)合使用，會(huì )使輸出信號不穩定甚至失真。
5)在液體中混有大量氣泡的場(chǎng)合，不宜選用各種智能壓縮空氣流量計。
1.2 根據抗管道和流體振動(dòng)情況進(jìn)行產(chǎn)品選擇
智能壓縮空氣流量計是根據在流體管道中設置阻力體來(lái)產(chǎn)生漩渦，檢測漩渦的頻率來(lái)測流量的。在工業(yè)生產(chǎn)中，振動(dòng)是普遍存在和不可避免的，一般的工業(yè)振動(dòng)頻率大都在幾赫到幾千赫，智能壓縮空氣流量計的漩渦頻率正好落在這個(gè)范圍之內，如果安裝智能壓縮空氣流量計的管道和流體發(fā)生振動(dòng)，勢必對智能壓縮空氣流量計的測量造成影響，所以智能壓縮空氣流量計必須有抗振補償功能。
常用的智能壓縮空氣流量計有電容式、壓電應力式、超聲波式等種類(lèi)，目前市場(chǎng)上這幾種都有著(zhù)較好的抗振能力，其中電容式、壓電應力式只能抗二維震動(dòng)，即對振動(dòng)方向在縱向(順流向)或與漩渦發(fā)生體軸線(xiàn)平行的方向振動(dòng)，具有抗振能力，基本可以消除，但對抗橫向(與漩渦升力方向一致)振動(dòng)能力很弱，而超聲波式具有抗三維振動(dòng)能力。因此在一般場(chǎng)合，振動(dòng)加速度小于1g，振動(dòng)頻率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有較強烈的振感，有握不住的感覺(jué))，三種流量計都可以滿(mǎn)足要求，但在振動(dòng)特別強烈的場(chǎng)合，或有升力方向振動(dòng)的場(chǎng)合，選用超聲波流量計比較合適。
二、智能壓縮空氣流量計的安裝
智能壓縮空氣流量計的安裝要考慮流量計的定位、液體流向、上下游直觀(guān)段的長(cháng)度、配管直徑、環(huán)境影響(溫度、電磁輻射、腐蝕)、振動(dòng)、閥門(mén)的安裝、管道支撐等因素。一般要求流量口徑和配管直徑一致且同心，上游直管段長(cháng)度通常取決于上游阻力件(縮管、擴管、彎頭、閥門(mén))形式，一般上游直管段長(cháng)度要保證20D，下游5D(其中D為管道直徑)。當上游阻力件為閥門(mén)或截止閥時(shí)，必須保證上游直管段的長(cháng)度不少于40D。流量計的安裝地點(diǎn)要避開(kāi)高溫、腐蝕、電磁輻射、振源，當振動(dòng)強烈時(shí)還應考慮加支撐以減少振幅的影響。在把智能壓縮空氣流量計用于控制回路測量時(shí)，推薦把流量計裝在調節閥的下游。
通常為了避免振動(dòng)或一些不可預知的原因，在流量計上游安裝節流圈、膨脹段或儲罐，以部分吸收流體的振動(dòng)和沖擊，這在控制回路中尤為重要。如果預知某一方向的振動(dòng)后，應避免智能壓縮空氣流量計安裝在漩渦升力方向與振動(dòng)方向一致的地方。
超聲波智能壓縮空氣流量計處于水平管道安裝時(shí)，應使超聲波探頭處在水平管道兩側的中間位置(即漩渦發(fā)生體處于上下垂直的位置)。這樣做在于氣泡易聚集在管道的上方，大的異物則沿管道底部流動(dòng)，它們都將妨礙超聲波穿過(guò)，按上述方式安裝，則有效避免了以上現象，給測量帶來(lái)好處。
保證管道內徑與流量計口徑相同是制造廠(chǎng)家對用戶(hù)使用流量計的基本要求。但在實(shí)際使用中表明，由于國外制造廠(chǎng)家流量計口徑標準不一，其標準的管道內徑與我國國標管道內徑在同一公稱(chēng)通徑下存在差異。另外，工程通徑相同時(shí)，由于壓力等級要求不一樣，管子的壁厚也不一樣。用戶(hù)在選擇和安裝使用智能壓縮空氣流量計時(shí)常常忽視管道匹配的問(wèn)題，因而容易造成附加誤差。
三、本文結語(yǔ)
智能壓縮空氣流量計在工程使用中所暴露和遇到的某些問(wèn)題，使各生產(chǎn)廠(chǎng)家發(fā)展更為實(shí)用和完美的智能壓縮空氣流量計。
目前，隨著(zhù)新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，智能壓縮空氣流量計也在不斷發(fā)展中。但是，由于所處環(huán)境、工藝介質(zhì)及管路系統等的復雜性，決定了真正應用好智能壓縮空氣流量計，還需要廣大用戶(hù)在實(shí)踐中不斷摸索。相信隨著(zhù)科技的發(fā)展和進(jìn)步，新一代的智能壓縮空氣流量計將具有更加優(yōu)越的性能，在流量測量中占有更廣闊的領(lǐng)域。
近年來(lái)，微電子技術(shù)的發(fā)展，直接推動(dòng)了智能壓縮空氣流量計的技術(shù)水平日益更新，目前市面上智能壓縮空氣流量計產(chǎn)品的型號和種類(lèi)眾多，它有著(zhù)許多其它流量計無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如精度高、可以輸出數字信號等。智能壓縮空氣流量計測量的參數能長(cháng)期穩定。智能壓縮空氣流量計采用壓電應力式傳感器，可靠性高，可以適應較高的溫度范圍，在-20℃～+250℃溫度區間中工作無(wú)壓力。輸出信號可以有模擬標準信號，也可采用數字脈沖信號輸出，方便將信號整合到PLC系統，與計算機等數字系統配套使用，是目前比較先進(jìn)、理想的測量?jì)x器類(lèi)型。
相比較電磁流量計，孔板流量計等 產(chǎn)品，智能壓縮空氣流量計在工業(yè)應用中卻并不如以上所提的儀表普遍，究其中原因并不是由于其技術(shù)和性能指標還沒(méi)有達到令人滿(mǎn)意的程度，而是由于用戶(hù)在選擇和使用智能壓縮空氣流量計時(shí)缺乏應用經(jīng)驗造成的。本文就針對于智能壓縮空氣流量計在工業(yè)生產(chǎn)中的選擇方法和安裝要求進(jìn)行說(shuō)明。
一、智能壓縮空氣流量計的選擇
智能壓縮空氣流量計的選用要結合工藝介質(zhì)的特點(diǎn)、流量計的性能、經(jīng)濟性、安裝及環(huán)境等方面來(lái)考慮，一般專(zhuān)業(yè)人員都可以做到。本文中重點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)需要特別注意的問(wèn)題。
根據所測介質(zhì)情況選擇
1.1根據測量介質(zhì)進(jìn)行產(chǎn)品的選型
一般智能壓縮空氣流量計可以測量氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量，但由于各種介質(zhì)特性千差萬(wàn)別，傳感器結構形式各種各樣，其適應性也不同。壓電應力式和電容式智能壓縮空氣流量計應用范圍較廣，但在測低密度和低流速氣體流量時(shí)，由于受到漩渦能量的限制，發(fā)生漩渦不強烈信號低，電容式智能壓縮空氣流量計由于存在兩個(gè)導壓孔，不易測量贓物介質(zhì)；超聲波式雖然能測量低流速介質(zhì)流量，但對脈動(dòng)較敏感；具體情況如下：
1)對于介質(zhì)中含有粉塵和固體顆?；驊腋∥锏牧黧w不宜選用電容智能壓縮空氣流量計。因為在漩渦發(fā)生體兩側有兩個(gè)導壓小孔，容易堵塞，使輸出信號為零。凡是帶有導壓小孔的其它類(lèi)型的流量計和電容流量計具有相似的情況。
2)智能壓縮空氣流量計雖然抗振性能強，但使用溫度范圍不如電容式和壓電應力式寬。一般壓電式智能壓縮空氣流量計測溫上限不超過(guò)300℃。超過(guò)時(shí)壓電元件絕緣下降，輸出信號變小，抗干擾能力大大降低；電容式智能壓縮空氣流量計的測溫上限達400℃，具有較好的耐高溫性能；而超聲波式智能壓縮空氣流量計測溫上限不超過(guò)200℃，如果被測流量介質(zhì)溫度超過(guò)此范圍，則可能損壞超聲波探頭。另外，超聲波智能壓縮空氣流量計不宜在含有過(guò)多氣泡的液體或含雜質(zhì)的液體中測量，因為有過(guò)多氣泡的液體，超聲波不易穿過(guò)，可能造成測量上的困難甚至不可能測量。液體中含有雜質(zhì)會(huì )對超聲波起到慢反射或吸收的作用，影響測量的準確性。
3)智能壓縮空氣流量計的選擇不僅要考慮被測介質(zhì)的溫度，還要考慮檢修吹掃介質(zhì)的溫度。智能壓縮空氣流量計的被測介質(zhì)溫度可能是常溫，但是在檢修時(shí)需要用蒸汽吹掃管線(xiàn)，蒸汽的溫度在150℃以上，如果選型時(shí)只考慮到介質(zhì)的溫度而選擇適用溫度范圍低的智能壓縮空氣流量計，在檢修吹掃管線(xiàn)時(shí)，就有可能損壞敏感元件。
4)在使用狀態(tài)下，如果被測介質(zhì)有明顯的脈動(dòng)，則不宜選擇超聲波智能壓縮空氣流量計。因為超聲波智能壓縮空氣流量計對小流量敏感度很高，在這種場(chǎng)合使用，會(huì )使輸出信號不穩定甚至失真。
5)在液體中混有大量氣泡的場(chǎng)合，不宜選用各種智能壓縮空氣流量計。
1.2 根據抗管道和流體振動(dòng)情況進(jìn)行產(chǎn)品選擇
智能壓縮空氣流量計是根據在流體管道中設置阻力體來(lái)產(chǎn)生漩渦，檢測漩渦的頻率來(lái)測流量的。在工業(yè)生產(chǎn)中，振動(dòng)是普遍存在和不可避免的，一般的工業(yè)振動(dòng)頻率大都在幾赫到幾千赫，智能壓縮空氣流量計的漩渦頻率正好落在這個(gè)范圍之內，如果安裝智能壓縮空氣流量計的管道和流體發(fā)生振動(dòng)，勢必對智能壓縮空氣流量計的測量造成影響，所以智能壓縮空氣流量計必須有抗振補償功能。
常用的智能壓縮空氣流量計有電容式、壓電應力式、超聲波式等種類(lèi)，目前市場(chǎng)上這幾種都有著(zhù)較好的抗振能力，其中電容式、壓電應力式只能抗二維震動(dòng)，即對振動(dòng)方向在縱向(順流向)或與漩渦發(fā)生體軸線(xiàn)平行的方向振動(dòng)，具有抗振能力，基本可以消除，但對抗橫向(與漩渦升力方向一致)振動(dòng)能力很弱，而超聲波式具有抗三維振動(dòng)能力。因此在一般場(chǎng)合，振動(dòng)加速度小于1g，振動(dòng)頻率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有較強烈的振感，有握不住的感覺(jué))，三種流量計都可以滿(mǎn)足要求，但在振動(dòng)特別強烈的場(chǎng)合，或有升力方向振動(dòng)的場(chǎng)合，選用超聲波流量計比較合適。
二、智能壓縮空氣流量計的安裝
智能壓縮空氣流量計的安裝要考慮流量計的定位、液體流向、上下游直觀(guān)段的長(cháng)度、配管直徑、環(huán)境影響(溫度、電磁輻射、腐蝕)、振動(dòng)、閥門(mén)的安裝、管道支撐等因素。一般要求流量口徑和配管直徑一致且同心，上游直管段長(cháng)度通常取決于上游阻力件(縮管、擴管、彎頭、閥門(mén))形式，一般上游直管段長(cháng)度要保證20D，下游5D(其中D為管道直徑)。當上游阻力件為閥門(mén)或截止閥時(shí)，必須保證上游直管段的長(cháng)度不少于40D。流量計的安裝地點(diǎn)要避開(kāi)高溫、腐蝕、電磁輻射、振源，當振動(dòng)強烈時(shí)還應考慮加支撐以減少振幅的影響。在把智能壓縮空氣流量計用于控制回路測量時(shí)，推薦把流量計裝在調節閥的下游。
通常為了避免振動(dòng)或一些不可預知的原因，在流量計上游安裝節流圈、膨脹段或儲罐，以部分吸收流體的振動(dòng)和沖擊，這在控制回路中尤為重要。如果預知某一方向的振動(dòng)后，應避免智能壓縮空氣流量計安裝在漩渦升力方向與振動(dòng)方向一致的地方。
超聲波智能壓縮空氣流量計處于水平管道安裝時(shí)，應使超聲波探頭處在水平管道兩側的中間位置(即漩渦發(fā)生體處于上下垂直的位置)。這樣做在于氣泡易聚集在管道的上方，大的異物則沿管道底部流動(dòng)，它們都將妨礙超聲波穿過(guò)，按上述方式安裝，則有效避免了以上現象，給測量帶來(lái)好處。
保證管道內徑與流量計口徑相同是制造廠(chǎng)家對用戶(hù)使用流量計的基本要求。但在實(shí)際使用中表明，由于國外制造廠(chǎng)家流量計口徑標準不一，其標準的管道內徑與我國國標管道內徑在同一公稱(chēng)通徑下存在差異。另外，工程通徑相同時(shí)，由于壓力等級要求不一樣，管子的壁厚也不一樣。用戶(hù)在選擇和安裝使用智能壓縮空氣流量計時(shí)常常忽視管道匹配的問(wèn)題，因而容易造成附加誤差。
三、本文結語(yǔ)
智能壓縮空氣流量計在工程使用中所暴露和遇到的某些問(wèn)題，使各生產(chǎn)廠(chǎng)家發(fā)展更為實(shí)用和完美的智能壓縮空氣流量計。
目前，隨著(zhù)新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，智能壓縮空氣流量計也在不斷發(fā)展中。但是，由于所處環(huán)境、工藝介質(zhì)及管路系統等的復雜性，決定了真正應用好智能壓縮空氣流量計，還需要廣大用戶(hù)在實(shí)踐中不斷摸索。相信隨著(zhù)科技的發(fā)展和進(jìn)步，新一代的智能壓縮空氣流量計將具有更加優(yōu)越的性能，在流量測量中占有更廣闊的領(lǐng)域。