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橫河流量計(jì)—節(jié)流流量傳感器應(yīng)用之路在何方?
閱讀:336 發(fā)布時(shí)間:2013-4-2 橫河流量計(jì)—節(jié)流流量傳感器應(yīng)用之路在何方?
橫河傳感器 橫河流量傳感器 HEDLAND傳感器 HYDAC傳感器 賀德克傳感器 威格勒傳感器 E+H傳感器 IFM傳感器 近十年來(lái),新型節(jié)流流量傳感器(一種對(duì)安裝直管段長(zhǎng)度要求較短、準(zhǔn)確度仍較高的流量?jī)x表),在我國(guó)引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用異?;钴S。由于在推廣中急功近利,炒作過(guò)熱,條件尚未成熟,就呼吁大力推廣,已造成多起嚴(yán)重事故。如何穩(wěn)步推廣應(yīng)用新型節(jié)流流量傳感器,引起了業(yè)界的普遍關(guān)注。
經(jīng)典節(jié)流流量傳感器不再輝煌
經(jīng)典節(jié)流流量傳感器應(yīng)用的歷史超過(guò)百年,積累了豐富的科研數(shù)據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),制定了標(biāo)準(zhǔn)無(wú)需標(biāo)定,可承受惡劣工況,生產(chǎn)成本低,性價(jià)比較高。但它也存在不少缺點(diǎn),如:易于堵塞,壓損較大,準(zhǔn)確度難以長(zhǎng)期維持,特別是根據(jù)ISO5167-2003新標(biāo)準(zhǔn),要維持±0.5~1%的準(zhǔn)確度,經(jīng)典節(jié)流流量傳感器的前安裝直管段長(zhǎng)度需30~40D。雖可對(duì)在應(yīng)用中偏離標(biāo)準(zhǔn)的影響進(jìn)行估算。但這種估算僅僅只是增加計(jì)量的不確定度,而無(wú)益于準(zhǔn)確度的提高。市場(chǎng)迫切需要一種既可耐惡劣工況,價(jià)格適中,對(duì)安裝直管段長(zhǎng)度不高又能維持較高準(zhǔn)確度的新型節(jié)流流量傳感器。
新型節(jié)流流量傳感器的原理
差壓流量?jī)x表種類(lèi)可達(dá)幾十,萬(wàn)變不離其宗,其原理都基于能量守恒與質(zhì)量守恒這兩個(gè)物理公式,即由于流體流通的橫截面積和/或流動(dòng)通道的變化所引發(fā)的差壓是流體流速、流體通道和流體特性的函數(shù)。
橫河傳感器 橫河流量傳感器 HEDLAND傳感器 HYDAC傳感器 賀德克傳感器 威格勒傳感器 E+H傳感器 IFM傳感器 多孔孔板
多孔孔板與經(jīng)典孔板相比較,zui大的特點(diǎn)是:多孔孔板的節(jié)流件除了節(jié)流還有整流的作用,它解決了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的直管段長(zhǎng)度不長(zhǎng)又可以達(dá)到必要的準(zhǔn)確度的矛盾。在直管段長(zhǎng)度較短(5~10D)的情況下,仍可達(dá)到±1%的準(zhǔn)確度,值得關(guān)注。
2002年,由美國(guó)Ro s emo u n t推出的調(diào)整孔板(Conditioning Orifice Plate),*了這類(lèi)節(jié)流流量傳感器,繼調(diào)整孔板之后,2004年美國(guó)A+Flowt ek公司推出了平衡式流量?jī)x表,2007年進(jìn)入中國(guó);我國(guó)天津某公司于2008年,推出了結(jié)構(gòu)不同于美國(guó)A+Flowtek的整流式流量傳感器。而測(cè)試數(shù)據(jù)表明,在前直管段僅2D時(shí),準(zhǔn)確度可達(dá)±1%,為5D時(shí),準(zhǔn)確度可達(dá)±0.3%,β值建議取0.5~0.65之間。在前直管段長(zhǎng)度約30D的條件下,對(duì)上述的三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流出系數(shù)的重復(fù)性、不確定度、線性度的測(cè)試比較,技術(shù)性能難分伯仲。
多孔孔板的計(jì)算與孔板類(lèi)似,主要區(qū)別是如何計(jì)算β值。首先需算出它的流通面積Aef。
內(nèi)錐流量傳感器
對(duì)于內(nèi)錐流量傳感器,流體是通過(guò)節(jié)流件錐體與管壁形成了具有整流作用的環(huán)形通道。這種環(huán)形通道節(jié)流方式可在確保較高準(zhǔn)確度的前提下,對(duì)前直管段長(zhǎng)度的要求比孔板低得多。美國(guó)科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)室(CEESI)對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試,數(shù)據(jù)公布在API MPMS22.2中,測(cè)試報(bào)告宣稱,不僅直管段要求短,而且壓損也比孔板低一些。
橫河傳感器 橫河流量傳感器 HEDLAND傳感器 HYDAC傳感器 賀德克傳感器 威格勒傳感器 E+H傳感器 IFM傳感器 內(nèi)錐流量傳感器β值的計(jì)算,仍需通過(guò)流通面積A時(shí)來(lái)計(jì)算當(dāng)量直徑dV。
內(nèi)錐流量傳感器在我國(guó)21世紀(jì)初期,在缺乏充分研究、測(cè)試,沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程的情況下,而又過(guò)熱炒作,廠家為追逐利潤(rùn),忽視質(zhì)量紛紛仿制;用戶不分場(chǎng)合到處濫用,造成多起嚴(yán)重事故。
針對(duì)內(nèi)錐流量傳感器的不足,我國(guó)近幾年相繼推出了槽道、內(nèi)文丘利、梭式等新型節(jié)流流量傳感器。
槽道流量傳感器
由南京優(yōu)揚(yáng)公司推出, 節(jié)流件為一紡錘體(圖1),具有較長(zhǎng)的中段,用4個(gè)導(dǎo)流片來(lái)固定節(jié)流件,從力學(xué)角度看較內(nèi)錐安全、可靠。但作為節(jié)流件的紡錘體過(guò)長(zhǎng),不僅加大了加工成本,也增大了摩阻,壓力損失在相同的β值下,約為內(nèi)錐的2/3。如維持±1%度,前直段不得小于5D。
梭式流量傳感器
梭式流量傳感器尾部可使加速的流體在擴(kuò)張的通道中,不分離的條件下減速增壓,使不可恢復(fù)壓損降至zui小。樣機(jī)初測(cè)表明:β=0.64時(shí),流出系數(shù)誤差為±0.3%,壓損僅為槽道的2/3,內(nèi)錐的1/3。
環(huán)楔流量傳感器
近幾年推出一種新型差壓流量傳感器。據(jù)稱,這種流量傳感器增加了量程比, 減小了壓損, 增加了耐磨性。美國(guó)科羅拉多工程試驗(yàn)室曾對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試,確定了流出系數(shù)及膨脹系數(shù)等有關(guān)數(shù)據(jù),但仍不夠充分。對(duì)以上所述的優(yōu)點(diǎn),筆者有所質(zhì)疑,它的結(jié)構(gòu)與文丘里管有相似之處,只是增大了擴(kuò)張角,又如何保證流體不分離而減小壓損?
橫河傳感器 橫河流量傳感器 HEDLAND傳感器 HYDAC傳感器 賀德克傳感器 威格勒傳感器 E+H傳感器 IFM傳感器 教訓(xùn)與建議
前車(chē)之覆,后車(chē)之鑒 近七、八年以來(lái)我國(guó)流量業(yè)界根據(jù)市場(chǎng)需求,引進(jìn)和自行開(kāi)發(fā)了不少新型節(jié)流流量傳感器,成績(jī)斐然。在推廣應(yīng)用過(guò)程中必然會(huì)面臨不少問(wèn)題,生產(chǎn)廠家應(yīng)根據(jù)這些問(wèn)題,認(rèn)真逐一解決,才有可能使產(chǎn)品日益完善。遺憾的是不少?gòu)S商為利所惑,熱衷于炒作,忽視產(chǎn)品的改進(jìn)。如內(nèi)錐流量傳感器在已知單臂懸掛易折斷,后錐取壓孔易堵、壓損較大(僅次于孔板)的情況下,不僅未認(rèn)真改進(jìn),反而呼吁大力推廣。結(jié)果,發(fā)生了機(jī)毀人亡的嚴(yán)重事故。當(dāng)前,爆炸聲余音未了,炒作的沉渣似又泛起,應(yīng)引起國(guó)內(nèi)業(yè)界的嚴(yán)重關(guān)注。
少說(shuō)空話,多干實(shí)事 由于影響流量?jī)x表的因素較多,在研發(fā)過(guò)程中有不少數(shù)據(jù),無(wú)法通過(guò)理論推導(dǎo)來(lái)確定;在推廣應(yīng)用開(kāi)始的一個(gè)階段,所遇到的不少問(wèn)題都只能腳踏實(shí)地用試驗(yàn)來(lái)逐一解決;而故弄玄虛、炒作理念是無(wú)濟(jì)于事的。
測(cè)試數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn) 在研發(fā)、改善流量?jī)x表的過(guò)程中,只有腳踏實(shí)地去做試驗(yàn),以積累成千上萬(wàn)的數(shù)據(jù)。為使新型流量?jī)x表在推廣過(guò)程中穩(wěn)步前進(jìn),需要對(duì)這些數(shù)據(jù)認(rèn)真整理,去偽存真。必要時(shí)對(duì)有疑惑的數(shù)據(jù)還應(yīng)重新測(cè)試予以核實(shí)、印證。在此基礎(chǔ)上歸納、整理、總結(jié)、提高所撰寫(xiě)的標(biāo)準(zhǔn)才有實(shí)用、推廣價(jià)值,使生產(chǎn)廠家有數(shù)可依,使用者有據(jù)可查。
標(biāo)準(zhǔn)是測(cè)試數(shù)據(jù)的升華與提高;而一個(gè)切實(shí)可行的標(biāo)準(zhǔn)也必須建立在大量嚴(yán)謹(jǐn)可靠的測(cè)試數(shù)據(jù)上,否則,將難以實(shí)施,只是一紙空文而已。
評(píng)估新型節(jié)流流量傳感器的校驗(yàn)裝置
新型節(jié)流流量傳感器的特點(diǎn)都宣稱具有安裝直管段短而確保準(zhǔn)確度高的性能,只有通過(guò)的阻力件流量校驗(yàn)裝置所試數(shù)據(jù)才能令人信服。國(guó)外已建立這種裝置,開(kāi)展十多年的測(cè)試、研究,很遺憾我國(guó)尚未引起足夠重視。
標(biāo)準(zhǔn)的制定
近百年以來(lái),經(jīng)典節(jié)流流量傳感器由于制定了標(biāo)準(zhǔn),才可能在上世紀(jì)中期取得流量市場(chǎng)近70%的份額。但隨著工業(yè)的現(xiàn)代化,新型流量?jī)x表不斷推出,要順利推行這些儀表,首先需要制定標(biāo)準(zhǔn)。電磁、超聲均已著手制定標(biāo)準(zhǔn),而新型節(jié)流流量傳感器由于種類(lèi)較多,制定標(biāo)準(zhǔn)雖有一定難度也必須考慮,否則又將無(wú)序?yàn)E造,無(wú)據(jù)選用,難以避免發(fā)生重大事故。
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