德國VSEVHM02-1流量計生產(chǎn)同時我們還經(jīng)營：由金屬管浮子流量計的工作原理我們知道：流體的流量與浮子在錐管中的高度有關(guān)，因此要實現(xiàn)對流量的測量，實際上取決于對浮子位置的測量?！　”驹O(shè)計中采用美國公司生產(chǎn)的非接觸式角位移磁阻傳感器HMC1501代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式角度傳感器，HMC1501可以測量從磁鐵發(fā)出的磁場的方向角?！　≡O(shè)計中將一條形磁鐵置于磁阻傳感器上方，令磁阻傳感器與錐管間距離為L，傳感器距錐管底部高度為H，如圖2.3所示?！　‘?dāng)浮子位于高度H處時，小磁鐵的轉(zhuǎn)角為0。當(dāng)流量變化時，浮子上下移動，其內(nèi)嵌磁鋼也隨之上下移動，此時，置于磁阻傳感器正上方的條形磁鐵受到磁場作用發(fā)生轉(zhuǎn)動，如圖2.4，轉(zhuǎn)動的角度即與浮子位置有關(guān)?！　∮缮蠄D可見當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)過角度為θ時，金屬管浮子流量計浮子在錐管中的位置h=H+Ltgθ，則根據(jù)式1.9可得：智能電磁流量計與其他傳統(tǒng)模擬或非智能電磁流量計有非常大的區(qū)別，尤其在測量精度可靠性、穩(wěn)定性、可以修改流量計量程、使用功能和使用壽命等方面。電磁流量計設(shè)計了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實用、顯示直觀、操作使用方便?！　≈悄茈姶帕髁坑嬤m用測量封閉管道中導(dǎo)電液體和漿液的體積流量，如潔凈水、污水、各種酸堿鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、糖漿及食品方面的液體等。　　智能電磁流量計是由傳感器與轉(zhuǎn)換器兩個部分組成，對于一體式智能電磁流量計選型方法，與工況三要素離不開，從測量的介質(zhì)，測量的溫度壓力，測量的流量范圍三個方面說起。1、什么是介質(zhì)　　　介質(zhì)就是智能電磁流量計所要測量的流體，在管道中流動的物體，稱之為介質(zhì)。介質(zhì)又可分多種，在管道中，所有的介質(zhì)都要清楚地了解，這樣才可以選擇適應(yīng)現(xiàn)場工況的智能電磁流量計。2、溫度壓力是什么　　　　溫度壓力是指管道中的溫度及管道中的壓力，壓力等級的大小與溫度的大小，會直接影響到智能電磁流量計的選型，因此選型時，一定要確認(rèn)管道中的壓力與溫度范圍。3、量程是什么　　　　量程是指智能電磁流量計的測量范圍可以滿足現(xiàn)場的要求，這個數(shù)據(jù)是比較重要的，量程太大或太小，都對一體式智能電磁流量計有直接的影響，甚至無法使用。  評定渦街流量計性能指標(biāo)主要有4個參數(shù):K系數(shù)、量程比、重復(fù)性和準(zhǔn)確度等級。其中,K系數(shù)是指一個測量周期內(nèi),流量計輸出的脈沖數(shù)與流過流量計的相應(yīng)流體總體積之比,每臺流量計都.有一個對應(yīng)的平均K系數(shù),一般都是通過實流標(biāo)定得出的;量程比是指流量計可測最大流量值與最小流量值的比值;重復(fù)性是指在相同測量條件下,重復(fù)測量同一個被測量,測量儀器提供相近示值的能力;準(zhǔn)確度等級是指符合一定的計量要求，使誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的測量儀器的等別或級別。   根據(jù)上述測試性能指標(biāo)，對該方案研制的DN25mm、DN32mm和DN50mm共3種口徑的樣機(jī)一批共10臺進(jìn)行測試，10臺樣機(jī)啟停質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上全部通過0.5級合格檢定,特別是重復(fù)性指標(biāo)，全部優(yōu)于0.1%。其中一臺DN25mm口徑樣機(jī)的標(biāo)定結(jié)果見表1,其量程比達(dá)15:I,最小流速測到0.28m/s,量程范圍明顯高于同口徑的各種容積式流量計,準(zhǔn)確度等級高于渦街流量計等其他普通速度式流量計。   2014年，國內(nèi)某核電站定制了一臺DN25mm口徑渦街流量計，用于計量含結(jié)晶和顆粒物的核廢液,經(jīng)用戶現(xiàn)場標(biāo)定其準(zhǔn)確度等級達(dá)到0.4;另一化工企業(yè)用戶的一臺DN25mm口徑渦街流量計,用于計量150℃下的甲基鄰苯二銨有機(jī)液流量,介質(zhì)粘度150mPa.s,用戶現(xiàn)場實.流標(biāo)定其準(zhǔn)確度等級達(dá)到0.5級。渦街流量計系統(tǒng)具有八項功能,即瞬時流量及總流量顯示(質(zhì)量流量)、瞬時溫度顯示、瞬時壓力顯示、電池容量顯示、密碼設(shè)定、設(shè)定系統(tǒng)時鐘、流量數(shù)據(jù)讀取(通過專用的串口從儀表讀取).(1)瞬時流量和總流量顯示　　各個傳感器發(fā)出的信號,經(jīng)過放大和整形后,送入單片機(jī)處理,然后單片機(jī)將計算得到的瞬時流量送液晶顯示器顯示,在瞬時流量的基礎(chǔ)上,每隔一個沒定的時間進(jìn)行累加,得到總流量,同時把這個數(shù)據(jù)送到液晶顯示器顯示.(2)密碼設(shè)定　　儀表的密碼分為制造商密碼和用戶密碼兩級.制造商在儀表使用前將儀表常數(shù)通過功能設(shè)定按鈕輸入儀表,通常這些常數(shù)是不能由用戶隨意改變的,因為它們關(guān)系到系統(tǒng)的正常運行和顯示正確的流量.用戶密碼用于用戶自己掌握儀表的同常使用,便于用戶列儀表數(shù)據(jù)的管理.(3)瞬時壓力、溫度顯示　　瞬時壓力和瞬時溫度是經(jīng)過單片機(jī)處理后得到的被測對象的溫度.壓力數(shù)掘,通過該數(shù)據(jù)可以知道被測介質(zhì)的工作情況,從而可以對某些參數(shù)進(jìn)行人工調(diào)整.(4)設(shè)定系統(tǒng)時鐘　　儀表內(nèi)部設(shè)置了日歷時鐘,對流量數(shù)據(jù)按日期進(jìn)行不斷的儲存,便于對使用情況進(jìn)行監(jiān)控,方便用戶對自己的用量的了解.(5)流量數(shù)據(jù)讀取　　流量數(shù)據(jù)可以直接從液晶顯示器上面讀取.由于系統(tǒng)設(shè)置了外接數(shù)據(jù)接口(即串口),可以很方便的實現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀取,從而可以實現(xiàn)抄寫系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動化,節(jié)省大量的人力.(6)電池容量顯示　　當(dāng)電池電壓降到一定程度時,渦街流量計將不能正常工作,為了在儀表能在正常的電壓下工作,通過軟件措施將電池的電量顯示在液晶顯示器上,以便用戶能及時更換電池.1.Modbus通訊協(xié)議概述   Modbus協(xié)議是應(yīng)用于金屬管浮子流量計電子控制器上的一種通用協(xié)議。通過此協(xié)議，控制器相互之間控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其他設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行集中監(jiān)控,減少了人力成本，提高了生產(chǎn)效率。  Modbus協(xié)議采用主從工作方式，允許一臺主機(jī)和多臺從機(jī)通信,每臺從機(jī)地址由用戶設(shè)定，地址范圍為1~255。通信采用命令,應(yīng)答方式，每一-種命:令幀都對應(yīng)一-個應(yīng)答幀。命令幀由主機(jī)發(fā)出，所有從機(jī)都將收到報文,但只有被尋址的從機(jī)才會響應(yīng)命令,返回相應(yīng)的應(yīng)答幀。如果命令幀中尋址地址為0,則視為全局廣播,所有從機(jī)把它當(dāng)一條命令執(zhí)行,不返回應(yīng)答幀。 2.Modbus網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸模式   Modbus網(wǎng)絡(luò)通訊可以設(shè)置為兩種傳輸模式:ASCII模式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。筆者介紹的流量計采用的是RTU模式。RTU模式主要優(yōu)點是:在同樣的波特率下可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。 RTU模式中字節(jié)的格式如下: 編碼系統(tǒng):8位二進(jìn)制，十六進(jìn)制0-9,A-F。 數(shù)據(jù)位:1個起始位;8個數(shù)據(jù)位;奇/偶校驗時1個停止位,無奇偶校驗時2個停止位。 錯誤校驗區(qū):循環(huán)冗余校驗(CRC)。 開始和終止都需要至少35個字符時間的停頓間隔。 3.Modbus功能碼   Modbus定義的功能代碼范圍為1~127,不同功能的設(shè)備往往只使用其中的一部分。在主機(jī)要求傳輸中,功能代碼告訴從機(jī)要執(zhí)行一一個什么動作。在從機(jī)響應(yīng)傳輸中，如果從機(jī)發(fā)送的功能代碼與主機(jī)發(fā)送的功能代碼相同,則表明從機(jī)已執(zhí)行所要求的功能;如果不同則表明從機(jī)沒有執(zhí)行所要求的功能，返回了一個錯誤信息。   金屬管浮子流量計設(shè)計在通訊過程中用03H(讀取內(nèi)部寄存內(nèi)容和10H（刷新多個寄存器內(nèi)容）兩個功能。容積式流量計主要用來測量不含固體雜質(zhì)的高粘度液體，例如油類、冷凝液、樹脂和液態(tài)食品等粘稠流體的流璧，而且測量準(zhǔn)確，精度可達(dá)士0.2%，而其他流量計很難測量高粘度介質(zhì)的流量。橢圓齒輪流量計是最常用的一種容積式流量計.如圖3-13所示。1.工作原理　　橢圓齒輪流量計的測量部分是由兩個互相嚙合的橢圓形齒輪A和B以及軸、殼體等組成。橢圓齒輪與殼體之間形成測量室。如圖3-14所示?！　‘?dāng)被測流體流經(jīng)橢圓齒輪流量計時，由于要克服儀表阻力必然引起壓力損失，從而在其人口和出口之間產(chǎn)生壓力差 . 在此壓力差的作用下，產(chǎn)生作用力矩使橢圓齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動 .　　由于 P1>P2，P1、P2共同作用產(chǎn)生的合力矩使A輪順時針轉(zhuǎn)動. 而B輪上的合力矩為零，此時A輪帶動 B 輪順時針轉(zhuǎn)動.A為主動輪.B為從動輪. 在圖3-14(b) 所示中間位置時，A輪和B輪都為主動輪.在圖3-14(c)所示位置時，A輪上的合力矩為零，而B輪上的合力矩最大.B 輪逆時針轉(zhuǎn)動，此時B為主動輪 .A 為從動輪。如此循環(huán)往復(fù)，將被測介質(zhì)以橢圓齒輪與殼體之間的月牙形容積為單位，依次由進(jìn)口排至出口。橢圓齒輪流量計旋轉(zhuǎn)一周排出的被測介質(zhì)體積量是月牙形容積的 4 倍。橢圓齒輪流量計的體積流量Q為:Q=4nv2(3-7)式中:n為橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度;V2為橢圓齒輪與殼體間形成的月牙形測量室的容積。2.使用特點　　橢圓齒輪流量計適用于潔凈的高粘液體的流量測量，其測量精度高，壓力損失小，安裝使用方便，可以不需要直管段。但被測介質(zhì)中不能含有固體顆粒，更不能夾雜機(jī)械物，否則會引起齒輪磨損甚至損壞。所以為了保護(hù)流量計，必須加裝過濾器。　　橢圓齒輪流盤計在啟用或停運時，應(yīng)緩慢開、關(guān)閥門，否則易損壞齒輪，另外，流量計的溫度變化不能太劇烈，否則會使齒輪卡死。德國VSEVHM02-1流量計生產(chǎn)金屬轉(zhuǎn)子流量計適用于小流量、低雷諾數(shù)的介質(zhì)流量測量，具備現(xiàn)場指示或電遠(yuǎn)傳功能，遠(yuǎn)傳輸出為標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA信號?？梢耘渲孟尬婚_關(guān)，控制報警。該儀表具有結(jié)構(gòu)合理，使用維護(hù)方便，壓力損失小?！　∞D(zhuǎn)子流量計是一種采用改變流量面積原理的流量計。當(dāng)管道內(nèi)流體在流動中遇到流體時，流體在堵塞前后會形成壓差，壓差的大小與堵塞流體時的流動面積和流速有關(guān)，利用這種壓差促使活動塊體材料隨流量變化，改變流動面積，使堵塞前后的壓差保持不變，當(dāng)堵塞材料的位置與流量有關(guān)時，由此可以獲取到流速，然后得到流量值。金屬轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)點：1、全金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計，堅固可靠，耐高溫、高壓、耐腐蝕、使用壽命長。2、行程短，總高250毫米，安裝方便，維修小?！?、機(jī)械指針表示瞬時流動，液晶顯示瞬時、累積流動，還可輸出脈沖、輸出報警。4、金屬轉(zhuǎn)子流量計可用于測量小直徑、低流量。　5、具有數(shù)據(jù)恢復(fù)、數(shù)據(jù)備份、功耗保護(hù)和誤差自診斷等功能。6、可使用易燃和易爆的危險情況。7、垂直、水平、上下、自下而上、側(cè)出及其他安裝形式、法蘭或螺紋連接。8、有多種形式，有現(xiàn)場型、長距離型、夾套型、防爆型、防腐型等，適用于不同場合?！　〗饘俎D(zhuǎn)子流量計有就地顯示型和智能遠(yuǎn)傳型，帶有指針顯示瞬間/累積流量液晶顯示，上、下限報警輸出，累積脈沖輸出，批次控制，標(biāo)準(zhǔn)的二線制4-20mA電流輸出等多種形式，為用戶使用提供了非常廣闊的選擇空間.根據(jù)流量計設(shè)計要實現(xiàn)的功能，智能金屬管浮子流量計的硬件系統(tǒng)實現(xiàn)方案如圖2.1所示：本系統(tǒng)主要分為三部分：信號采集模塊、信號處理模塊以及輸出和顯示模塊，下面將對這三個模塊進(jìn)行簡要介紹。(1)信號采集模塊：此模塊用來實現(xiàn)信號采集功能，系統(tǒng)中核心要采集的是流量信號，除此之外，還需要采集溫度和壓力信號。這是因為當(dāng)被測流體為蒸汽時，其密度隨溫度和壓力的變化而變化。為了準(zhǔn)確計算出流體的流量，必須要考慮溫度和壓力變化對流體密度的影響。因此，設(shè)計中要實現(xiàn)流量、溫度以及壓力三種信號的采集。(2)信號處理模塊：信號處理模塊的基本功能是實現(xiàn)信號的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。此外，系統(tǒng)中采用微控制器MSP430F149對采集信號進(jìn)行計算、補(bǔ)償，線性化等智能化處理。(3)輸出及顯示模塊：設(shè)計中使用E2PR0M保存累積流量值以及儀表參數(shù)值，并將流量信號轉(zhuǎn)換為4?20mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。同時，使用LCD實時顯示瞬時流量和累積流量，最后將金屬管浮子流量計測量結(jié)果通過CAN總線傳送給上位機(jī)顯示。1.一次測量元件引起的誤差　　孔板流量計中的節(jié)流元件是尖銳的直角邊緣，流體在節(jié)流元件的入口收縮，根據(jù)伯努力方程，流速增加，壓力減小，孔板的測量原理就是根據(jù)孔板入口和出口的壓差進(jìn)行測量的。孔板平鈍后流出系數(shù)增大，產(chǎn)生測量誤差。流出系數(shù)對蒸汽流量測量的影響是普遍存在的。  測量管也是節(jié)流裝置的組成部分，其結(jié)構(gòu)尺寸對流體流動狀態(tài)有重要的影響，測量管除滿足前10D后5D的要求外，還對內(nèi)表面的光滑度有要求。粗糙管的流速分布與光滑管是有區(qū)別的，流出系數(shù)也不相同，管道結(jié)垢、腐蝕，流出系數(shù)發(fā)生變化，產(chǎn)生測量誤差?！　τ诳装迦肟谶吘壞p的問題，我們可以選用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，由于噴嘴入口是一個光滑的曲面，它的抗磨損，抗積污，抗變形程度遠(yuǎn)好于孔板，流出系數(shù)穩(wěn)定性也比孔板好，壓力損失也比孔板小得多，而且它的檢定周期為4年，大大減少了維護(hù)費用?！　τ跍y量管的問題，在管道安裝時就盡量選用光滑度高，質(zhì)量好的管道，必要時請專業(yè)廠家定制測量管道、連接法蘭，冷凝器等，補(bǔ)償用的溫度和壓力測量點也可以統(tǒng)一開工獲取。雖說一次性投資高些，但由于投入使用后沒有特別原因，一般不進(jìn)行更換，還是使用周期越長越好，這樣綜.合經(jīng)濟(jì)效益還是高些。2.測量信號的傳遞失真　　測量信號傳遞是孔板前后的差壓信號經(jīng)導(dǎo)壓管傳遞到差壓變送器，由于結(jié)構(gòu)的不同，孔板流量計不同于渦街流量計那樣直接裝在管道上，它需要進(jìn)行信號傳遞。對于蒸汽流量測量而言，傳遞部分可由閥門，導(dǎo)壓管，冷凝器等部件組成。對于信號傳遞部件來講，應(yīng)保證傳遞信號不失真。實際使用中的大部分故障，往往是信號傳遞失真引起的。差壓信號產(chǎn)生的傳遞失真比作為補(bǔ)償用的溫度和壓力信號失真影響更大，必須引起注意。冷凝器在信號傳遞中處于關(guān)鍵位置，冷凝器中的液面保持一定高度，多余的冷凝液要回流到蒸汽管道，既要保證冷凝器中蒸汽很好地冷凝，又要使冷凝液回流暢通無阻?！　庀鄬?dǎo)壓管的一次根部閥門應(yīng)保證蒸汽氣相進(jìn)入冷凝器，冷凝器里面多余的冷凝液回流到蒸汽管道，否則兩只冷凝器液面不能保持相平，會對差壓信號產(chǎn)生附加誤差。一次根部閥門盡量選用閘閥，保證壓力信號傳遞通暢無阻，減少測量誤差?！　y量用的導(dǎo)壓管要加保溫伴熱，否則冬季不能正常工作。不管采用電伴熱還是蒸汽伴熱，一定要保證兩只導(dǎo)壓管受熱均等，不然會因?qū)汗苤械囊后w的密度不同而產(chǎn)生附加差壓誤差?！　∽鳛閴毫ρa(bǔ)償用的變送器一般和壓力取壓口不在同一高度上，如果變送器比取壓口低，所測出的壓力為管道中蒸汽的壓力加上導(dǎo)壓管中冷凝液產(chǎn)生的壓力，可在變送器中進(jìn)行正遷移將這部分壓力遷移掉。使變送器測出的壓力為管道中實際蒸汽壓力。3.蒸汽密度問題產(chǎn)生的誤差　　測量蒸汽質(zhì)量流量時要根據(jù)蒸汽的密度進(jìn)行計算，因蒸汽的密度計算不準(zhǔn)確產(chǎn)生測量誤差。蒸汽流量測量儀表中渦街流量計是用工藝車間提供的蒸汽密度值為參考值，不是實際的密度值，得出的蒸汽流量會和實際流量有誤差。選用渦街流量計時，最好選用能進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償?shù)男吞?，并且安裝測溫和測壓元件取得溫度和壓力數(shù)值?？装迨搅髁坑嫓y出的流量由DCS系統(tǒng)顯示，沒有進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償。為了提高測量的準(zhǔn)確度，必須進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償。對于孔板流量計，取得差壓信號的同時，還需測得溫度和壓力信號，通過DCS中的專用軟件進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償。4.相關(guān)系數(shù)的影響　　流出系數(shù)C和可膨脹系數(shù)ε在一定范圍內(nèi)可看作常數(shù)，但是，當(dāng)蒸汽的狀況偏離設(shè)計狀態(tài)時，其流出系數(shù)C和可膨脹系數(shù)ε就會發(fā)生變化，就不能視為常數(shù)。測量小流量時，隨著雷諾數(shù)變小，流出系數(shù)C將產(chǎn)生較大的變化。測量高壓時，則必須考慮氣體的可膨脹系數(shù)ε的影響，如果我們只補(bǔ)償密度變化的影響，即使實現(xiàn)了對密度的完全補(bǔ)償，其它各參數(shù)變化累加后的最大誤差仍達(dá)6%左右，其中，可膨脹系數(shù)ε引入的誤差最大。所以，要想提高儀表的測量精度，除補(bǔ)償密度外還應(yīng)考慮整個補(bǔ)償方程中其它參數(shù)變化的補(bǔ)償問題。DCS中的蒸汽測量模塊中，不僅有密度補(bǔ)償方式,還有流出系數(shù)C和可膨脹系數(shù)ε的修正辦法，只要我們選用合適的流量測量模塊，就能提高蒸汽流量的測量準(zhǔn)確度?！　∫话阏J(rèn)為，蒸汽干度X較高(X≥95%)時流體可視為單相流體。溫度壓力補(bǔ)償可按通常方法進(jìn)行。但出現(xiàn)-定誤差。干度越低密度越大。在蒸汽干度較低(X<95%)時，管道中的流體處于二相流狀態(tài)。情況嚴(yán)重時，流體分層流動，產(chǎn)生誤差更大。目前還沒有在線的干度測量儀表測量蒸汽的干度，最好的辦法就是加強(qiáng)蒸汽傳輸管道的保溫，提高蒸汽的過熱度，使蒸汽的干度較高，孔板流量計測量也比較準(zhǔn)確。德國VSEVHM02-1流量計生產(chǎn)優(yōu)點：(1)熱式氣體質(zhì)量流量計可被測量的流體管道口徑范圍廣.能夠應(yīng)用在各種口徑的管道流量測量,從小、中口徑到特大口徑管道都可以,口徑可達(dá) 9000mm.(2)流速測量范圍廣.可測量 0.02m/s~480m/s 范圍內(nèi)的流體流速.(3)測溫范圍和耐壓范圍很寬.待測氣體的溫度高達(dá) 900℃,可用于各種高溫過程氣體的測量,最高可以在 70MPa 的壓力下進(jìn)行測試.測量過程中不需要溫度和壓力補(bǔ)償.所以在較大直徑管道、較小流速、微小流量、測量流量浮動范圍較大時,具有一定的優(yōu)勢.(4)可保證較高的測量精度.一般的熱式氣體質(zhì)量流量計都屬中等精度測量范圍,其中部分儀表,如插入式、電磁式,可以達(dá)到高精度測量.國外進(jìn)口的高精度儀表滿量程誤差可以達(dá)到±1%.(5)寬量程比.量程比可以達(dá)到 1000:1,且能保持精度要求.(6)可測量混合氣體.(7)機(jī)械設(shè)計簡單,容易安裝和調(diào)試,維修簡單,防振動.插入式只需要在管道上焊接法蘭盤即可,管段式只需要進(jìn)行管道轉(zhuǎn)接,安裝和操作方便.(8)不需要溫度和壓力補(bǔ)償.缺點：(1)響應(yīng)速率慢.由于熱式氣體質(zhì)量流量計是依靠傳熱原理設(shè)計,而熱量交換過程與加熱溫度探頭和流體的熱傳導(dǎo)效率密切相關(guān),需要一定的時間來完成換熱過程,一般的相應(yīng)時間為 2~5s；性能優(yōu)越的流量計響應(yīng)時間為 0.5s；甚至有些響應(yīng)時間更慢.(2)精度易受流體組分影響.當(dāng)被測流體為混合氣體時,由于混合氣體組分的變化,氣體密度,粘度,熱導(dǎo)率都會受到直接影響,使測量值發(fā)生較大誤差而導(dǎo)致最后的流量計算結(jié)果產(chǎn)生誤差.(3)在小流量測量中,熱源探頭的溫度高于流體溫度,導(dǎo)致熱源探頭向流體傳導(dǎo)熱量,影響流體和熱源探頭的溫度差,影響測量精度.  熱式氣體質(zhì)量流量計按結(jié)構(gòu)可以分為熱分布型和浸入型。熱分布型熱式流量計將傳感元件放置于管道壁,傳感元件經(jīng)過加熱溫度高于流休溫度，流體流經(jīng)傳感元件表面導(dǎo)致上下游溫度發(fā)生變化,利用上下游溫度差測量流體流量，一般用于微小流速氣體流量的測量。   熱分布型熱式流最計的T.作原理如圖1所示,傳感元件由上游熱電阻、加熱器利下游熱電阻組成,加熱器位于管道中心，使得傳感元件溫度高于壞境溫度，上游熱電阻和下游熱電阻對稱分布于加熱器的兩側(cè)。圖1中曲線1所示為管道中沒有流休流過時傳感元件的溫度分布線.相對于加熱器的上下游熱電阻溫度是對稱的。當(dāng)有流體經(jīng)過熱式傳感元件時,溫度分布為曲線2,顯然流體將上游部分的熱量帶給下游，導(dǎo)致上游溫度比下游溫度低，上下游熱電阻的溫度差△T反映了流體的流量,即△T=f(m)。當(dāng)流體流速過大時，上下游熱屯陰的溫度差△7趨向于0,因此熱分布型熱式氣體質(zhì)量流量計用于測量低流速氣休微小流量。氣體質(zhì)量流量qm可表示為 式中:Cp-一流體介質(zhì)的定壓比熱容;A一熱傳導(dǎo)系數(shù);K一一儀表系數(shù)。   浸入型熱式流最計的工作原理如圖2所示，一般將兩個熱電阻置于中大管道中心,可測量中高流速流體。熱電阻通較小電流或不通電流，溫度為T;另一熱電阻經(jīng)較大電流加熱,其溫度T高于氣體溫度。管道中有氣流通過時，兩者之間的溫度差為△T=Tv-T0氣體質(zhì)量流量qm與加熱電路功率P、溫度差△T的關(guān)系式為   式中:E一系數(shù)與流體介質(zhì)物性參數(shù)有關(guān);D一與流體流動有關(guān)的常數(shù)。   如果保持加熱電路功率P恒定，這種測量方法為恒功率法;如果保持溫度差△T恒定，這種測量方法為恒溫差法，兩種方法有各自的優(yōu)缺點，使用時據(jù)具體環(huán)境和需要而定。目前較普遍的是采用恒溫差法,由于需要不同的應(yīng)用領(lǐng)域,恒溫差法已不適用于某些場.合的測量，因此恒功率法應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。恒溫差法的基本原理是流體流過加熱的熱電阻表面使得熱電阻表面的溫度降低，熱電阻的阻值變小。反饋電路自動進(jìn)行處理,通過熱電阻的加熱電流變大從而使得熱電阻溫度升高,即可使得熱電阻與流體溫度差恒定。通過測量傳感電路的輸出電流或輸出電壓便可獲得流量值。恒功率法的基本原理是加熱功率為恒定值,管道內(nèi)沒有流體流過時溫度差△7最大,當(dāng)流體流過熱電阻表面時熱電阻與流體溫度差變小,通過測量△T便可得到流體流量。按照熱式氣體質(zhì)量流量計安裝方式的不同，可以分為插入式和管段式熱式氣體流量計。插入式流量計(一般有兩部分組成：檢測探頭和轉(zhuǎn)換器)一般采用法蘭盤安裝或其他方式安裝，將測量探頭插入待測流體管道內(nèi)，通過轉(zhuǎn)換器部分對檢測探頭部分采集的信號進(jìn)行處理，按一定的關(guān)系換算成實際流量并通過表頭顯示。插入式流量計在大、中型管道以及特大型管道的流量測量上，相對于管段式流量計有著一定的優(yōu)勢。管段式氣體流量計，將測量探頭部分固定在一段標(biāo)準(zhǔn)管道內(nèi)，在使用時，必須要在實際流體管道上轉(zhuǎn)接上標(biāo)準(zhǔn)管道，分布式熱式流量計多采用這種方法?！　“戳髁坑嫏z測變量的不同，將之分為恒定溫差型和恒定功率型流量計。恒溫差型流量計是指，隨著流體的流動，測量探頭上熱量散失，系統(tǒng)以一定的功率對測量探頭進(jìn)行加熱，維持兩個探頭恒定的溫度差(比如 100 攝氏度)。恒定功率型是指以某一恒定的功率對測量探頭加熱，流量為零時兩個探頭的溫度差為某一溫度差值(比如100攝氏度)，隨著流量的變化，兩個探頭的溫度差值發(fā)生變化，使流量與溫度差值之間體現(xiàn)一定的關(guān)系，以此為依據(jù)而設(shè)計的流量計。　　按照熱源作用位置的不同，將熱式氣體質(zhì)量流量計歸結(jié)為熱分布式和熱耗散式兩大類。熱耗散式流量計采用的是熱力學(xué)中的金氏定律，因此又稱為金氏流量計。熱分布式流量計利用氣體流動傳遞熱量，改變被測量管道上的溫度分布情況，主要應(yīng)用在微小流量的潔凈氣體測量和精細(xì)制造工藝的過程控制等。超聲波流量計根據(jù)聲道布置形式可以分為單聲道超聲波流量計和多聲道超聲波流量計。單聲道超聲波流量計在測量管道上只安裝一對超聲波換能器,多聲道超聲波流量計則在測量管道上安裝多對超聲波換能器,包含多個獨立的超聲波傳播路徑。多聲道超聲波流量計對于流場的適應(yīng)能力更強(qiáng),可以提高流量計的測量精度；然而單聲道超聲波流量計在小管徑場合應(yīng)用更為廣泛,而且通過反射鏡的應(yīng)用單聲道超聲波流量計的聲道布置形式越來越復(fù)雜,測量精度也隨之提高。根據(jù)聲道的傳播方式,常用的單聲道超聲波流量計主要有Z型流量計,U型流量計,V型流量計,N型流量計和三角型流量計,不同傳播類型的單聲道超聲波流量計聲道示意圖如圖4-1所示,其中紅色虛線表示聲波傳播路徑?！　《嗦暤莱暡髁坑嫴捎脭?shù)值積分的方法提高流量修正系數(shù)的精度,可以解決單聲道超聲波流量計測量不確定度誤差大的問題。多聲道超聲波流量計通常采用Gauss積分方法計算式(2-7)中各聲道位置ri/R和相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)wi。在相同采樣點數(shù)、節(jié)數(shù)自由的情況下,Gauss 型數(shù)值積分方法相對于辛普森公式和梯形公式等插值型積分方法計算精度更高。對于圓形測量管道的超聲波流量計中聲道位置和相應(yīng)權(quán)重系數(shù)的計算一般采用Gauss-Jacobi積分方法。按照 Gauss-Jacobi 積分方法的零點確定各聲道高度,按積分方法中的權(quán)重系數(shù)計算聲道權(quán)重系數(shù)。　　實際中各聲道上速度分布與理想的代數(shù)多項式表示的流速分布差異很大,特別是無法體現(xiàn)管壁處流速為零的特性,導(dǎo)致流量的積分結(jié)果偏高,影響流量計的測量精度。為了使計算結(jié)果更加接近于圓形管道內(nèi)液體充分發(fā)展的真實值,提出了采用最佳圓截面算法（OWICS）計算聲道位置ri/R和權(quán)重系數(shù)wi的方法,最佳圓截面算法其實是基于正交多項式的 Gauss 積分方法。Gauss-Jacobi和OWICS積分方法計算各聲道位置和權(quán)重系數(shù)如表4-1所示.

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