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节流式差压流量计为何青春依旧?

2011-10-10 14:38
Hsiao Chen
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  涡街流量计在上世纪70 年代投入工业应用时,一度被称为数字孔板,意思是它有显著的优越性,将会像孔板流量计一样得到广泛应用。甚至有人断言,涡街流量计将全面取代孔板流量计。

  这是因为涡街流量计具有下列显著的优点:

  ① 安装维修方便,不象普通差压式流量计那样,较长的引压管线,易漏、易堵、易冻结;

  ② 输出与流量成正比的脉冲信号,然后用数字技术进行处理,可不损失精度;

  ③ 不存在零点漂移问题;

  ④ 合理确定口径,可得到较宽的测量范围度[1]。

  时至今日,三十多年时间过去了,虽然孔板流量计的部分市场被涡街流量计占领,但在实际应用中,很多地方还是使用孔板流量计(节流式差压流量计中最常用的一种)。不仅没有被淘汰,在某些场合,还占据相当优势。

  下面对这一情况作粗略分析,以便读者在仪表设计选型时参考,扬长避短,发挥各自的优势,争取最大的经济效益。

  1 高温高压低密度流体流量,用涡街流量计测量还有困难

  由于涡街流量计工作原理的局限性,敏感元件和结构的局限性,对于被测流体的温度压力高于一定数值,流体密度小于一定数值,用涡街流量计来测量,现在还有困难。

  1.1 高温流体

  不同的厂商提供的不同品牌涡街流量计,所适用的流体温度上限一般为400~450℃。从现场实际应用情况来看,有的品牌只能短时期达到所承诺的温度上限。例如某欧洲品牌,一台新的涡街流量计在400℃的条件下能可靠使用半年,半年以后,输出就全无了。再换上一台全新的,还是只有半年的寿命。

  1.2 高压流体

  目前市场上的涡街流量计,其压力等级有4 MPa 和6.4 MPa 等多种,如果被测流体压力再高,人们还是喜欢用老一套的方法,差压式流量计。

  1.3 低密度流体

  涡街流量计用来测量气体和蒸汽流量时,最低可测流速要受到流体密度的制约。这是因为被测流体经旋涡发生体所产生的旋涡,作用在传感器探头上,相应产生个数相同的电脉冲,此电脉冲的幅值与旋涡对探头所产生的推力大小有关,推力越大,脉冲幅值也越大,而此推力与流速的平方成正比,又同流体的密度成正比。当密度小到一定程度,流速又较低时,推力太小,以致脉冲幅值相应太小,导致被噪声所淹没,最后,脉冲不能被可靠地检出。但是,如果流速较高,推力仍可增大到足够大,以致脉冲幅值增大到足够大,最后仍能被可靠地检出。

  有些被测流体如氢气、半水煤气等,密度都较小,有些低静压低流速测量对象,如城市煤气,管道内流速较低,又不能用局部缩径的方法提高流速,在设计选型时需十分小心。当被测流体密度已知时,最小可测流量为多少,可以通过计算得到。有的制造商通过对自己的产品做试验,给出了不同口径产品的有用数据。例如图1a 所示的是横河公司DN15、DN25、DN40、DN100 仪表的可测最低流速与密度的关系曲线;图1b 所示是横河公司DN50、DN80、DN150、DN200、DN250、DN300 仪表的可测最低流速与密度的关系。

  newmaker.com

  图1 可测最低流速与流体密度及口径的关系

 

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