德國BURKERT流量計結構原理、流量計算和選型安裝論述
德國BURKERT流量計結構和原理的基礎上,結合其技術特點和應用需求,從流量計算、量值修正以及流量計技術選型和安裝要求等方面進行了較為系統的論述和研究。 希望能為廣大計量工作者更好的掌握轉子流量計應用技術,實現對流量的準確測量提供幫助。
0 引言
轉子流量計是常用的節流式流量計之,具有結構簡單、制造容易、測量范圍寬 ( 量程比可達 10:1) 、測量度較高 ( 誤差 ±5% 左右 ) 、示值直觀、維護方便、壓損小等優點,是現代生活和工業中應用廣泛的計量器具。
在計量技術水平日益發展、測量精度需求不斷提高的今天,計量工作者只有全面了解轉子流量計的結構原理、流量計算、量值影響因素與修正方法、以及流量計的選型、安裝要求,才能選出需求的計量儀表,實現測量效果。 作者希望本文給計量工作者帶來些許幫助。
1 德國BURKERT流量計結構原理簡析
1.1 德國BURKERT流量計由兩部件組成, 是從下向上逐漸擴張的錐形管,二是置于錐形管中,可沿管線上下移動、密度比流體稍大的轉子(圖1 轉子流量計原理圖)。錐形管由玻璃、塑料或金屬材質制成。 玻璃或塑料材質的錐形管上刻有流量刻度,透過錐管可看到透明流體中轉子的位置及所對應的刻度值; 金屬材質錐形管中轉子位置通過磁性耦合等方式傳遞管外,在面板上顯示量值。
1.2 德國BURKERT流量計當測量流體的流量時,流體從錐形管下端流入沖擊轉子,對它產生個作用力,力的大小隨流量大小而變化;當流量足夠大時,所產生作用力將轉子托起,使之升高;流體經轉子與錐形管壁間的環形斷面從上端流出。 當流體對轉子的作用力等于轉子重量時,轉子因受力平衡而停留在某位置;這個位置與流量有相互對應的關系,據此位置,即可求得流量值。
1.3 德國BURKERT流量計轉子在錐形管中受三個力:重力、動壓力和浮力,三力平衡時,轉子重力 = 動壓力 + 浮力。 當流速變大或變小時,轉子將向上或向下移動,流體流動的截面積也發生變化,直達到平衡時對應的流速,轉子在新的位置上穩定。因此,轉子穩定時受力關系公式如下:
節流元件、差壓變送器、三閥組、引壓管、根部閥等通常是組成差壓式流量計的幾大部分。差壓式具體的工作原理是通過引壓管的作用,將節流元件的差壓傳輸給差壓變送器裝置。之后引壓管正負兩端的壓力會作用于變送器傳感器的雙側,通過內部的膜片將密封液傳送到測量元件上,測量元件會將得到的差壓信號轉換為定的電信號傳輸給轉化器,在經過后的放大裝置將信號進行輸出。其中對于應用比較廣泛的 LNG 裝置而言,差壓式流量計的工作方式是通過與節流元件的共同協作,以及節流元件上產生的壓力差值進行管道流經液體流量的測量。具體的裝置如圖 1 所示。
德國BURKERT流量計裝置結構圖
德國BURKERT流量計其中,節流元件使用標準孔板模式,法蘭取壓為其采用的取壓方式。安裝時將測量介質的高度設置低于差壓變送器,采用坡度敷設的方式對引壓管進行敷設,可以及時將管道內冷凝的液體回流到工藝管道內,降低積液發生的可能。
2 德國BURKERT流量計的使用前提是安裝符合相關標準的零件。由于應用域的不同,所以在用途上會存在定的差別,因此在實際進行安裝時應該根據實際情況選擇合適的方案設計,保證安全作業的同時,提高差壓式流量計的安裝水準,保證工作。
2.1 導壓管路的正確安裝與配置
在進行差壓式流量計的導壓管路部分安裝時,應該注意下幾個方面:
(1)取壓口的位置。取壓口的位置設置是根據介質的情況相對進行設計的。對于液體介質而言,應該保證導壓管向下稍微傾斜,保證自動排氣。排氣不順利就會造成測量上的不準確。對于氣體而言,應該保證向上傾斜,保證自動疏水。對于蒸汽應該是同水平位置;
(2)導壓管的要求。內徑參數應該在 6mm 以內,長度應該在 16mm 以內,在實際安裝中若需要增加導壓管的長度,則應該適當增加內徑參數。對于導壓管的安裝,除了傾斜度的要求,還應該進行定的溫度保護;
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