二氧化氮流量計選型與安裝時需要注意的問題有哪些
點擊次數(shù)：2042 發(fā)布時間：2020-11-06 08:11:34
近年來，微電子技術(shù)的發(fā)展，直接推動了二氧化氮流量計的技術(shù)水平日益更新，目前市面上二氧化氮流量計產(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。二氧化氮流量計測量的參數(shù)能長期穩(wěn)定。二氧化氮流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可以適應(yīng)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，二氧化氮流量計在工業(yè)應(yīng)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)和性能指標還沒有達到令人滿意的程度，而是由于用戶在選擇和使用二氧化氮流量計時缺乏應(yīng)用經(jīng)驗造成的。本文就針對于二氧化氮流量計在工業(yè)生產(chǎn)中的選擇方法和安裝要求進行說明。
一、二氧化氮流量計的選擇
二氧化氮流量計的選用要結(jié)合工藝介質(zhì)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(zhì)情況選擇
1.1根據(jù)測量介質(zhì)進行產(chǎn)品的選型
一般二氧化氮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)特性千差萬別，傳感器結(jié)構(gòu)形式各種各樣，其適應(yīng)性也不同。壓電應(yīng)力式和電容式二氧化氮流量計應(yīng)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，電容式二氧化氮流量計由于存在兩個導(dǎo)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不宜選用電容二氧化氮流量計。因為在漩渦發(fā)生體兩側(cè)有兩個導(dǎo)壓小孔，容易堵塞，使輸出信號為零。凡是帶有導(dǎo)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)二氧化氮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(yīng)力式寬。一般壓電式二氧化氮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；電容式二氧化氮流量計的測溫上限達400℃，具有較好的耐高溫性能；而超聲波式二氧化氮流量計測溫上限不超過200℃，如果被測流量介質(zhì)溫度超過此范圍，則可能損壞超聲波探頭。另外，超聲波二氧化氮流量計不宜在含有過多氣泡的液體或含雜質(zhì)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(zhì)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)二氧化氮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。二氧化氮流量計的被測介質(zhì)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(zhì)的溫度而選擇適用溫度范圍低的二氧化氮流量計，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(zhì)有明顯的脈動，則不宜選擇超聲波二氧化氮流量計。因為超聲波二氧化氮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，不宜選用各種二氧化氮流量計。
1.2 根據(jù)抗管道和流體振動情況進行產(chǎn)品選擇
二氧化氮流量計是根據(jù)在流體管道中設(shè)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，二氧化氮流量計的漩渦頻率正好落在這個范圍之內(nèi)，如果安裝二氧化氮流量計的管道和流體發(fā)生振動，勢必對二氧化氮流量計的測量造成影響，所以二氧化氮流量計必須有抗振補償功能。
常用的二氧化氮流量計有電容式、壓電應(yīng)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(yīng)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、二氧化氮流量計的安裝
二氧化氮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(yīng)考慮加支撐以減少振幅的影響。在把二氧化氮流量計用于控制回路測量時，推薦把流量計裝在調(diào)節(jié)閥的下游。
通常為了避免振動或一些不可預(yù)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(yù)知某一方向的振動后，應(yīng)避免二氧化氮流量計安裝在漩渦升力方向與振動方向一致的地方。
超聲波二氧化氮流量計處于水平管道安裝時，應(yīng)使超聲波探頭處在水平管道兩側(cè)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(nèi)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(nèi)徑與我國國標管道內(nèi)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二氧化氮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(jié)語
二氧化氮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二氧化氮流量計。
目前，隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，二氧化氮流量計也在不斷發(fā)展中。但是，由于所處環(huán)境、工藝介質(zhì)及管路系統(tǒng)等的復(fù)雜性，決定了真正應(yīng)用好二氧化氮流量計，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，新一代的二氧化氮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。
相比較電磁流量計，孔板流量計等 產(chǎn)品，二氧化氮流量計在工業(yè)應(yīng)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)和性能指標還沒有達到令人滿意的程度，而是由于用戶在選擇和使用二氧化氮流量計時缺乏應(yīng)用經(jīng)驗造成的。本文就針對于二氧化氮流量計在工業(yè)生產(chǎn)中的選擇方法和安裝要求進行說明。
一、二氧化氮流量計的選擇
二氧化氮流量計的選用要結(jié)合工藝介質(zhì)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(zhì)情況選擇
1.1根據(jù)測量介質(zhì)進行產(chǎn)品的選型
一般二氧化氮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)特性千差萬別，傳感器結(jié)構(gòu)形式各種各樣，其適應(yīng)性也不同。壓電應(yīng)力式和電容式二氧化氮流量計應(yīng)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，電容式二氧化氮流量計由于存在兩個導(dǎo)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不宜選用電容二氧化氮流量計。因為在漩渦發(fā)生體兩側(cè)有兩個導(dǎo)壓小孔，容易堵塞，使輸出信號為零。凡是帶有導(dǎo)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)二氧化氮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(yīng)力式寬。一般壓電式二氧化氮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；電容式二氧化氮流量計的測溫上限達400℃，具有較好的耐高溫性能；而超聲波式二氧化氮流量計測溫上限不超過200℃，如果被測流量介質(zhì)溫度超過此范圍，則可能損壞超聲波探頭。另外，超聲波二氧化氮流量計不宜在含有過多氣泡的液體或含雜質(zhì)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(zhì)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)二氧化氮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。二氧化氮流量計的被測介質(zhì)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(zhì)的溫度而選擇適用溫度范圍低的二氧化氮流量計，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(zhì)有明顯的脈動，則不宜選擇超聲波二氧化氮流量計。因為超聲波二氧化氮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，不宜選用各種二氧化氮流量計。
1.2 根據(jù)抗管道和流體振動情況進行產(chǎn)品選擇
二氧化氮流量計是根據(jù)在流體管道中設(shè)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，二氧化氮流量計的漩渦頻率正好落在這個范圍之內(nèi)，如果安裝二氧化氮流量計的管道和流體發(fā)生振動，勢必對二氧化氮流量計的測量造成影響，所以二氧化氮流量計必須有抗振補償功能。
常用的二氧化氮流量計有電容式、壓電應(yīng)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(yīng)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、二氧化氮流量計的安裝
二氧化氮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(yīng)考慮加支撐以減少振幅的影響。在把二氧化氮流量計用于控制回路測量時，推薦把流量計裝在調(diào)節(jié)閥的下游。
通常為了避免振動或一些不可預(yù)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(yù)知某一方向的振動后，應(yīng)避免二氧化氮流量計安裝在漩渦升力方向與振動方向一致的地方。
超聲波二氧化氮流量計處于水平管道安裝時，應(yīng)使超聲波探頭處在水平管道兩側(cè)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(nèi)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(nèi)徑與我國國標管道內(nèi)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二氧化氮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(jié)語
二氧化氮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二氧化氮流量計。
目前，隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，二氧化氮流量計也在不斷發(fā)展中。但是，由于所處環(huán)境、工藝介質(zhì)及管路系統(tǒng)等的復(fù)雜性，決定了真正應(yīng)用好二氧化氮流量計，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，新一代的二氧化氮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。