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【西安华恒仪表分享】流量计、温度计、压力表

作者:admin 发布日期: 2019-12-09 二维码分享

       流量计

       一、孔板流量计

       孔板流量计是将标准孔板与多参量差压变送器(或差压变送、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置,可测量气体、蒸汽、液体及天然气的流量。广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。孔板流量计被广泛适用于煤炭、化工、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

       特点:

       优点:

       1、标准节流件是全用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量传感器中也是..的;

       2、结构易于复制,简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉;

       3、应用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流,一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆可以测量;

       4、检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便与专业化规模生产。

       缺点:

       1、测量的重复性、..度在流量传感器中属于中等水平,由于众多因素的影响错综复杂,..度难于提高;

       2、范围度窄,由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3∶1~4∶1;

       3、有较长的直管段长度要求,一般难于满足。尤其对较大管径,问题更加突出;

       4、压力损失大;

       5、孔板以内孔锐角线来保证精度,因此传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,长期使用精度难以保证,需每年拆下强检一次;

       6、采用法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护工作量。

       二、文丘里流量计

       新一代差压式流量测量仪表,其基本测量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流动连续性方程为基础的流量测量方法。内文丘里管由一圆形测量管和置入测量管内并与测量管同轴的特型芯体所构成。特型芯体的径向外表面具有与经典文丘里管内表面相似的几何廓形,并与测量管内表面之间构成一个异径环形过流缝隙。流体流经内文丘里管的节流过程同流体流经经典文丘里管、环形孔板的节流过程基本相似。内文丘里管的这种结构特点,使之在使用过程中不存在类似孔板节流件的锐缘磨蚀与积污问题,并能对节流前管内流体速度分布梯度及可能存在的各种非轴对称速度分布进行有效的流动调整(整流),从而实现了高..度与高稳定性的流量测量。

       特点:

       优点:如果能完全按照ASME标准..制造,测量精度也可以达到0.5%,但是国产文丘里由于其制造技术问题,精度很难保证,国内老资格的技术力量雄厚的开封仪表厂也只能保证4%测量精度,对于超超临界发电的工况,这种喉管处的均压环在高温高压下使用是一个很危险的环节,不采用均压环,就不符合ASNE ISO5167标准,测量精度就无法保证,这是高压经典式文丘里制造中的一个矛盾。

       缺点:喉管和进口/出口一样材质,流体对喉管的冲刷和磨损严重,无法保证长期测量精度。结构长度必须按ISO-5167规定制造,否则就达不到所需精度,由于ISO-5167对经典文丘里的严格结构规定,使得它的流量测量范围.大/.小流量比很小,一般在3–5之间.很难满足流量变化幅度大的流量测量.

       三、涡轮流量计

       智能液体涡轮流量计是采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表,是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时,在流体的作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量,根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,即电脉冲信号,此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。

       特点:

       具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。

       四、靶式流量计

       靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量,主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量,先后经历了气动表和电动表两大发展阶段,SBL系列智能靶式流量计是在原有应变片式(电容式)靶式流量计测量原理的基础上,采用了.新型力感应式传感器作为测量和敏感传递元件,同时利用了现代数字智能处理技术而研制的一种新式流量计量仪表。

       特点:

       1、整台仪表结构坚固无可动部件,插入式结构,拆卸方便;

       2、可选用多种防腐及耐高低温材质(如哈氏合金,钛等);

       3、整机可做成全密封无死角(焊接形式),无任何泄漏点,可耐42MPa高压;

       4、仪表内设自检程序,故障现象一目了然;

       5、传感器不与被测介质接触,不存在零部件磨损,使用安全可靠;

       6、可就地采用干式标定方法,即采用砝码挂重法。单键操作可完成标定;

       7、具有多种安装方式供选择,如选择在线插入式,安装费用低;

       8、具有一体化温度、压力补偿,直接输出质量或标方;

       9、具有可选小信号切除、非线性修正、滤波时间可选择;

       10、能准确测量各种常温、高温500度、低温-200度工况下的气体、液体流量;

       11、计量准确,精度可达到0.2%;

       12、重复性好,一般为0.05%~0.08%,测量快速;

       13、压力损失小,仅为标准孔板的1/2△P左右;

       14、抗干扰,抗杂质能力特强;

       15、可根据实际需要更换阻流件(靶片)而改变量程;

       16、低功耗电池现场显示,能在线直读示值,显示屏可同时读取瞬时和累积流量及百分比棒图;

       17、安装简单方便,极易维护;

       18、多种输出形式,能远传各种参数;

       19、抗震动性强,一定范围内可测脉动流。

       五、喷嘴流量计

       喷嘴流量计是测量流量的差压发生装置,配合各种差压计或差压变送器可测量管道中各种流体的流量。标准喷嘴节流装置与差压变送器配套使用,可测量液体、蒸汽、气体的流量,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工等部门。

       一体式安装由智能显示仪(多参差变送器)和喷嘴装置一道组成喷嘴流量计。它自带有高品质的差压传感器、压力传感器,热电阻温度传感器。AW2003-型智能显示仪(多参差变送器)不仅在差压传感器量程范围自动适应,而且各种补偿系数如:流出系数C、流束膨张系数ε等均进行在线计算,真正实现了扩大量程的同时保证计量的精度。采用大屏幕LCD同屏显示累积流量、瞬时流量、瞬时压力、瞬时温度值,不用人工切换。4-20mA两线制瞬时流量输出。分本安型防爆产品及普通型产品两大类。分体式安装由独立的喷嘴装置、差压、压力、温度变送器、流量计算仪、截止阀等部份组合而成。各部份之间的连接组合由用户自己完成。

       特点:

       与孔板流量计相比,喷嘴流量计的压力损失较小,因而节约能源,比较坚固耐用,适合高温高压流体,广泛使用在电力、化工等行业的蒸汽流量测量。喷嘴流量计包括标准喷嘴(ISA1932喷嘴)、长颈喷嘴两种。其设计制造均符合国际标准ISO5167或国家标准GB/T2624的规定。

       六、节流流量计

       在气体的流动管道上装有一个节流装置,其内装有一个孔板,中心开有一个圆孔,其孔径比管道内径小,在孔板前燃气稳定的向前流动,气体流过孔板时由于孔径变小,截面积收缩,使稳定流动状态被打乱,因而流速将发生变化,速度加快,气体的静压随之降低,于是在孔板前后产生压力降落,即差压(孔板前截面大的地方压力大,通过孔板截面小的地方压力小)。差压的大小和气体流量有确定的数值关系,即流量大时,差压就大,流量小时,差压就小。流量与差压的平方根成正比。节流式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

       特点:

       节流式流量计是一种典型的差压式流量计.是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸气流量的.常用的一种流量仪表.据调查统计,在炼钢厂、炼油厂等工业生产系统中所使用的流量计有(70—80)%左右是节流式流量计.在整个工业生产领域中,节流式流量计也占流量仪表总数的一半以上.节流式流量计所以得到如此广泛的应用,主要是因为它具有以下两个非常突出的优点:

       1.结构简单,安装方便,工作可靠,成本低,又具有一定准确度.能满足工程测量的需要。

       2.有很长的使用历史,有丰富的、可靠的实验数据,设计加工已经标准化.只要按标准设计加工的节流式流量计,不需要进行实际标定,也能在已知的不确定度范围内进行流量测量。

       尤其是第二个优点,使得节流式流量计在制造和使用上都非常方便.因为对一个流量计,特别是大流量测量用的流量汁,在检定时将会遇到各种各样的困难。

       七、电磁流量计

       电磁流量计是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是应用电磁感应原理,根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。

       特点

       1.测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响;

       2.测量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求较低。对浆液测量有独特的适应性;

       3.合理选择传感器衬里和电极材料,即具有良好的耐腐蚀和耐磨损性;

       4.转换器采用新颖励磁方式,功耗低、零点稳定、..度高。流量范围度可达150:1;

       5.转换器可与传感器组成一体型或分离型;

       6.转换器采用16位高性能微处理器,2x16LCD显示,参数设定方便,编程可靠;

       7.流量计为双向测量系统,内装三个积算器:正向总量、反向总量及差值总量;可显示正、反流量,并具有多种输出:电流、脉冲、数字通讯、HART;

       8.转换器采用表面安装技术(SMT),具有自检和自诊断功能;

       9.测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系,因此测量精度高。

       10.测量管道内无阻流件,因此没有附加的压力损失;测量管道内无可动部件,因此传感器寿命极长。

       11.由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的,是管道载面上的平均值,因此传感器所需的直管段较短,长度为5倍的管道直径。

       12.转换器采用国际.新.先进的单片机(MCU)和表面贴装技术(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定方便。点击中文显示LCD,显示累积流量,瞬时流量、流速、流量百分比等。

       13.双向测量系统,可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料,确保产品的性能在长时候内保持稳定。

       温度计

       八、固体膨胀式温度计

       膨胀式温度计

       膨胀式温度计的测温是基于物体受热时产生膨胀的原理,可分为液体膨胀式和固体膨胀式两种。这里主要介绍固体膨胀式温度计中的一种介绍双金属温度计。

       双金属温度计

       双金属温度计是把两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的,是一种固体膨胀温度计,结构简单、牢固。双金属温度计可将温度变化转换成机械量变化,不仅用于测量温度,而且还用于温度控制装置(尤其是开关的“通断”控制),使用范围相当广泛。

       九、热电偶温度计

       热电偶温度计是在工业生产中应用较为广泛的测温装置。两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

       热电偶传感元件是由两根不同材质的金属线组成,结构简单,使用方便,..度高,量程范围宽,抗振,适用于中高温温区。

       特点:

       优点:

       1.测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

       2.测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶.低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。

       3.构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。

       4.输出信号线性好,方便实现工业生产过程自动化。

       缺点:

       微分热电势较小,因而灵敏度较低;价格较贵,机械强度低,不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。

       十、压力式温度计

       压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系,而进行温度测量的。当温包感受到温度变化时,密闭系统内饱和蒸气产生相应的压力,引起弹性元件曲率的变化,使其自由端产生位移,再由齿轮放大机构把位移变为指示值,这种温度计具有温包体积小,反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点,几乎集合了玻璃棒温度计、双金属温度计、气体压力温度计的所有优点,它可以制造成防震、防腐型,并且可以实现远传触点信号、热电阻信号、0-10mA或4-20mA信号。是目前使用范围.广、性能.全面的一种机械式测温仪表。

       特点:

       具有测温探头小,灵敏度高、线性刻度、寿命长等特点。

       温度计

       十一、弹簧管式压力仪表

       弹簧管式压力表的工作原理是:在表壳里装有一个用磷铜制成的椭圆形弹簧管,管的一端固定并与存水弯管相连接,另一端封闭与连杆和杠杆连接,指针固定在小齿轮轴上。当弹簧管内受压时,由椭圆形膨胀为圆形,迫使弹簧管向外伸展,压力越高,伸展越大,这一动作通过拉杆,杠杆,扇形齿轮,小齿轮传递给指针,指针转动指示出容器内的压力。当容器内无压力时,弹簧管恢复原样,指针回到零位。指针指示为表压,单位刻度应为MPa。

       特点:

       弹簧管式压力表具有结构简单,造价低廉,精度较高,便于携带,安装使用方便,测压范围较宽等特点,所以应用十分广乏。它是由表壳、弹簧管,固定端、拉杆,扇子齿轮、小齿轮、指针,游丝,管接头等零件组成。

       十二、电接点式压力仪表

       电接点压力表基于测量系统中的弹簧管在被测介质的压力作用下,迫使弹簧管之末端产生相应的弹性变形一位移,借助拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大,由固定齿轮上的指示(连同触头)逐将被测值在度盘上指示出来。与此同时,当其与设定指针上的触头(上限或下限)相接触(动断或动合)的瞬时,致使控制系统中的电路得以断开或接通,以达到自动控制和发信报警的目的。

       特点:

       在电接点压力表装置的电接触信号针上,装有可调节的..磁钢,可以增加接点吸力,加快接触动作,从而使触点接触可靠,消除电弧,能有效的避免仪表由于工作环境振动或介质压力脉动造成触点的频繁关断。所以电接点压力表具有动作可靠、使用寿命长、触点开关功率较大等优点。

       十三、电容式压力传感器

       它一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

       单电容式压力传感器

       它由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形,从而改变电容器的容量,其灵敏度大致与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。另一种型式的固定电极取凹形球面状,膜片为周边固定的张紧平面,膜片可用塑料镀金属层的方法制成。这种型式适于测量低压,并有较高过载能力。还可以采用带活塞动极膜片制成测量高压的单电容式压力传感器。这种型式可减小膜片的直接受压面积,以便采用较薄的膜片提高灵敏度。它还与各种补偿和保护部以及放大电路整体封装在一起,以便提高抗干扰能力。这种传感器适于测量动态高压和对飞行器进行遥测。单电容式压力传感器还有传声器式(即话筒式)和听诊器式等型式。

       差动电容式压力传感器

       它的受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器。在压力的作用下一个电容器的容量增大而另一个则相应减小,测量结果由差动式电路输出。它的固定电极是在凹曲的玻璃表面上镀金属层而制成。过载时膜片受到凹面的保护而不致破裂。差动电容式压力传感器比单电容式的灵敏度高、线性度好,但加工较困难(特别是难以保证对称性),而且不能实现对被测气体或液体的隔离,因此不宜于工作在有腐蚀性或杂质的流体中。

       十四、应变式压力传感器

       应变式压力传感器是压力传感器中应用比较多的一种传感器,它一般用于测量较大的压力,广泛应用于测量管道内部压力、内燃机燃气的压力、压差和喷射压力、发动机和导弹试验中的脉动压力,以及各种领域中的流体压力等。

       特点:

       应变计中应用.多的是粘贴式应变计(即应变片)。它的主要缺点是输出信号小、线性范围窄,而且动态响应较差(见电阻应变计、半导体应变计)。但由于应变片的体积小,商品化的应变片有多种规格可供选择,而且可以灵活设计弹性敏感元件的形式以适应各种应用场合,所以用应变片制造的应变式压力传感器仍有广泛的应用。按弹性敏感元件结构的不同,应变式压力传感器大致可分为应变管式、膜片式、应变梁式和组合式4种。

       十五、U型压力计

       压力计的使用原理:当U型压力计没有与测压点连通前,U型玻璃管内两侧的液面在零刻度线处相平。当U型管的一端与测压点连通后,U型管内的液面会发生变化。若与测压点连通一侧的液面下降,说明测压点处的压力为正压,反之则为负压。

       特点:

       由于它结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可..使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用。

       液位计

       十六、差压式液位计

       通过测量容器两个不同点处的压力差来计算容器内物体液位(差压)的仪表。常规的差压变送器通过测量容器中的液位压力来进行液位的测量。例如,500毫米的水柱对应了500 mmH20的压力。然而,在许多应用中,在液体之上有额外的蒸气压力。由于蒸气压力不是液位测量的一部分,需要使用引压管和有密封件的毛细管来抵消它的存在。

       特点:

       虽然双法兰差压液位系统是一种成熟可靠的的技术,却一直以来很难在高型容器和塔中得到应用。因为这些都需要更长的毛细管以方便安装,距离过长的毛细管使得压力的传输变得误差过大,并且在环境温度变化较大的时候变得更为明显。同时安装过程要求较高,引压管可能并不可靠,都是非常严重的困扰。

       十七、超声波测量液位计

       超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。在测量中超声波脉冲由传感器(换能器)发出,声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器,通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号,并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。由于采用非接触的测量,被测介质几乎不受限制,可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。

       特点:

       1.具有抗干扰性强。可任意设置上下限节点及在线输出调节,并带有现场显示,可选择模拟量,开关量及RS485输出,方便的与相关设施接口。

       2.采用聚丙烯防水外壳。壳体小巧且相当坚固,具有优良的耐化学品性,对于无机化合物,不论酸、碱、盐溶液,除强氧化性物料外,几乎都对其无破坏作用,对几乎所有溶剂在室温下均不溶解,一般烷、烃、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用。

       3.重量轻、不结垢、不污染介质。

       4.无毒性。可用于药品、食品工业设备安装,维修极为方便。

       十八、电容式液位计

       电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内,金属棒作为电容的一个极,容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同,比如:ε1>ε2,则当液位升高时,电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降,ε值减小,电容量也减小。所以,电容式液位计可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值,而且,只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确,因被测介质具有导电性,所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。电容液位计体积小,容易实现远传和调节,适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。


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