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智能壓縮空氣流量計選型與安裝時需要注意的問題有哪些
點擊次數(shù)：1931 發(fā)布時間：2021-01-08 05:07:19
智能壓縮空氣流量計是根據(jù)卡門渦街原理研究生產(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量流量的體積流量計。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。是工業(yè)管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質的主要流量測量儀表之一。
近年來，微電子技術的發(fā)展，直接推動了智能壓縮空氣流量計的技術水平日益更新，目前市面上智能壓縮空氣流量計產(chǎn)品的型號和種類眾多，它有著許多其它流量計無法比擬的優(yōu)點，如精度高、可以輸出數(shù)字信號等。智能壓縮空氣流量計測量的參數(shù)能長期穩(wěn)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(qū)間中工作無壓力。輸出信號可以有模擬標準信號，也可采用數(shù)字脈沖信號輸出，方便將信號整合到PLC系統(tǒng)，與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是目前比較先進、理想的測量儀器類型。
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和性能指標還沒有達到令人滿意的程度，而是由于用戶在選擇和使用智能壓縮空氣流量計時缺乏應用經(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行說明。
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的特點、流量計的性能、經(jīng)濟性、安裝及環(huán)境等方面來考慮，一般專業(yè)人員都可以做到。本文中重點說明幾點需要特別注意的問題。
根據(jù)所測介質情況選擇
1.1根據(jù)測量介質進行產(chǎn)品的選型
一般智能壓縮空氣流量計可以測量氣體、液體和蒸汽介質的流量，但由于各種介質特性千差萬別，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，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導壓孔，不易測量贓物介質；超聲波式雖然能測量低流速介質流量，但對脈動較敏感；具體情況如下：
1)對于介質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300℃。超過時壓電元件絕緣下降，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200℃，如果被測流量介質溫度超過此范圍，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多氣泡的液體或含雜質的液體中測量，因為有過多氣泡的液體，超聲波不易穿過，可能造成測量上的困難甚至不可能測量。液體中含有雜質會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的溫度，還要考慮檢修吹掃介質的溫度。智能壓縮空氣流量計的被測介質溫度可能是常溫，但是在檢修時需要用蒸汽吹掃管線，蒸汽的溫度在150℃以上，如果選型時只考慮到介質的溫度而選擇適用溫度范圍低的智能壓縮空氣流量計，在檢修吹掃管線時，就有可能損壞敏感元件。
4)在使用狀態(tài)下，如果被測介質有明顯的脈動，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，在這種場合使用，會使輸出信號不穩(wěn)定甚至失真。
5)在液體中混有大量氣泡的場合，不宜選用各種智能壓縮空氣流量計。
1.2 根據(jù)抗管道和流體振動情況進行產(chǎn)品選擇
智能壓縮空氣流量計是根據(jù)在流體管道中設置阻力體來產(chǎn)生漩渦，檢測漩渦的頻率來測流量的。在工業(yè)生產(chǎn)中，振動是普遍存在和不可避免的，一般的工業(yè)振動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，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，目前市場上這幾種都有著較好的抗振能力，其中電容式、壓電應力式只能抗二維震動，即對振動方向在縱向(順流向)或與漩渦發(fā)生體軸線平行的方向振動，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)振動能力很弱，而超聲波式具有抗三維振動能力。因此在一般場合，振動加速度小于1g，振動頻率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有較強烈的振感，有握不住的感覺)，三種流量計都可以滿足要求，但在振動特別強烈的場合，或有升力方向振動的場合，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、上下游直觀段的長度、配管直徑、環(huán)境影響(溫度、電磁輻射、腐蝕)、振動、閥門的安裝、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，上游直管段長度通常取決于上游阻力件(縮管、擴管、彎頭、閥門)形式，一般上游直管段長度要保證20D，下游5D(其中D為管道直徑)。當上游阻力件為閥門或截止閥時，必須保證上游直管段的長度不少于40D。流量計的安裝地點要避開高溫、腐蝕、電磁輻射、振源，當振動強烈時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，推薦把流量計裝在調節(jié)閥的下游。
通常為了避免振動或一些不可預知的原因，在流量計上游安裝節(jié)流圈、膨脹段或儲罐，以部分吸收流體的振動和沖擊，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，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，它們都將妨礙超聲波穿過，按上述方式安裝，則有效避免了以上現(xiàn)象，給測量帶來好處。
保證管道內徑與流量計口徑相同是制造廠家對用戶使用流量計的基本要求。但在實際使用中表明，由于國外制造廠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通徑下存在差異。另外，工程通徑相同時，由于壓力等級要求不一樣，管子的壁厚也不一樣。用戶在選擇和安裝使用智能壓縮空氣流量計時常常忽視管道匹配的問題，因而容易造成附加誤差。
三、本文結語
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題，使各生產(chǎn)廠家發(fā)展更為實用和完美的智能壓縮空氣流量計。
目前，隨著新技術、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、工藝介質及管路系統(tǒng)等的復雜性，決定了真正應用好智能壓縮空氣流量計，還需要廣大用戶在實踐中不斷摸索。相信隨著科技的發(fā)展和進步，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域。
近年來，微電子技術的發(fā)展，直接推動了智能壓縮空氣流量計的技術水平日益更新，目前市面上智能壓縮空氣流量計產(chǎn)品的型號和種類眾多，它有著許多其它流量計無法比擬的優(yōu)點，如精度高、可以輸出數(shù)字信號等。智能壓縮空氣流量計測量的參數(shù)能長期穩(wěn)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(qū)間中工作無壓力。輸出信號可以有模擬標準信號，也可采用數(shù)字脈沖信號輸出，方便將信號整合到PLC系統(tǒng)，與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是目前比較先進、理想的測量儀器類型。
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和性能指標還沒有達到令人滿意的程度，而是由于用戶在選擇和使用智能壓縮空氣流量計時缺乏應用經(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行說明。
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的特點、流量計的性能、經(jīng)濟性、安裝及環(huán)境等方面來考慮，一般專業(yè)人員都可以做到。本文中重點說明幾點需要特別注意的問題。
根據(jù)所測介質情況選擇
1.1根據(jù)測量介質進行產(chǎn)品的選型
一般智能壓縮空氣流量計可以測量氣體、液體和蒸汽介質的流量，但由于各種介質特性千差萬別，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，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導壓孔，不易測量贓物介質；超聲波式雖然能測量低流速介質流量，但對脈動較敏感；具體情況如下：
1)對于介質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300℃。超過時壓電元件絕緣下降，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200℃，如果被測流量介質溫度超過此范圍，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多氣泡的液體或含雜質的液體中測量，因為有過多氣泡的液體，超聲波不易穿過，可能造成測量上的困難甚至不可能測量。液體中含有雜質會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的溫度，還要考慮檢修吹掃介質的溫度。智能壓縮空氣流量計的被測介質溫度可能是常溫，但是在檢修時需要用蒸汽吹掃管線，蒸汽的溫度在150℃以上，如果選型時只考慮到介質的溫度而選擇適用溫度范圍低的智能壓縮空氣流量計，在檢修吹掃管線時，就有可能損壞敏感元件。
4)在使用狀態(tài)下，如果被測介質有明顯的脈動，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，在這種場合使用，會使輸出信號不穩(wěn)定甚至失真。
5)在液體中混有大量氣泡的場合，不宜選用各種智能壓縮空氣流量計。
1.2 根據(jù)抗管道和流體振動情況進行產(chǎn)品選擇
智能壓縮空氣流量計是根據(jù)在流體管道中設置阻力體來產(chǎn)生漩渦，檢測漩渦的頻率來測流量的。在工業(yè)生產(chǎn)中，振動是普遍存在和不可避免的，一般的工業(yè)振動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，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，目前市場上這幾種都有著較好的抗振能力，其中電容式、壓電應力式只能抗二維震動，即對振動方向在縱向(順流向)或與漩渦發(fā)生體軸線平行的方向振動，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)振動能力很弱，而超聲波式具有抗三維振動能力。因此在一般場合，振動加速度小于1g，振動頻率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有較強烈的振感，有握不住的感覺)，三種流量計都可以滿足要求，但在振動特別強烈的場合，或有升力方向振動的場合，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、上下游直觀段的長度、配管直徑、環(huán)境影響(溫度、電磁輻射、腐蝕)、振動、閥門的安裝、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，上游直管段長度通常取決于上游阻力件(縮管、擴管、彎頭、閥門)形式，一般上游直管段長度要保證20D，下游5D(其中D為管道直徑)。當上游阻力件為閥門或截止閥時，必須保證上游直管段的長度不少于40D。流量計的安裝地點要避開高溫、腐蝕、電磁輻射、振源，當振動強烈時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，推薦把流量計裝在調節(jié)閥的下游。
通常為了避免振動或一些不可預知的原因，在流量計上游安裝節(jié)流圈、膨脹段或儲罐，以部分吸收流體的振動和沖擊，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，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，它們都將妨礙超聲波穿過，按上述方式安裝，則有效避免了以上現(xiàn)象，給測量帶來好處。
保證管道內徑與流量計口徑相同是制造廠家對用戶使用流量計的基本要求。但在實際使用中表明，由于國外制造廠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通徑下存在差異。另外，工程通徑相同時，由于壓力等級要求不一樣，管子的壁厚也不一樣。用戶在選擇和安裝使用智能壓縮空氣流量計時常常忽視管道匹配的問題，因而容易造成附加誤差。
三、本文結語
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題，使各生產(chǎn)廠家發(fā)展更為實用和完美的智能壓縮空氣流量計。
目前，隨著新技術、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、工藝介質及管路系統(tǒng)等的復雜性，決定了真正應用好智能壓縮空氣流量計，還需要廣大用戶在實踐中不斷摸索。相信隨著科技的發(fā)展和進步，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域。