流量计学习资料

流量计学习资料主要介绍各种流量计的种类、原理、选型与维修工业上的“流量”，通常是指单位时间内通过管道横截面的流体数量，也称瞬时流量。流体数量若以质量m表示时则称为质量流量（Qm），流体数量用体积V（容积）表示时则称为体积流量（Qv）。质量流量不随温度、压力等环境因素变化而变化，而体积流量则不然，尤其是可压缩流体，同样质量的流体对应的体积流量可以相差很大流量计的种类电磁流量计旋涡流量计差压式流量叶轮水表激光流量计速度流量计刮板式流量计活塞式流量计腰轮流量计容积式流量计流量计的种类旋涡流量计的原理、选型与维修旋涡流量计的工作原理：旋涡流量计利用流体力学中的卡门涡街现象制造的一种流量计。所谓卡门涡街现象就是旋涡发生体垂直插入到流体中时，流体绕过发生体时会形成涡列，在满足一定的条件下，非对称涡列就能保持稳定，此时，旋涡的频率f与流体的流速v及旋涡发生体的宽度d有如下关系：f=Stv/d其中St为斯特劳哈尔常数旋涡流量计的定义：在管路中插入一对称的非流体性柱体，当流体的流速达到一定时如下图：A1ADdD:管道直径d：旋涡发生体迎流面的宽度A1：管道截面A：管道截面—柱体截面有压力无压差是不会形成流速P2P1沿旋涡旋转法线方向具有作用力P1和P2交替出现例如：流水流过桥墩产生的旋涡（只要大家细心观察就会发与很多这种现象）流量计的组成：壳体压电元件（有两块压电晶片）旋涡发生体间隙：0.01mm阻尼塞信号处理壳体材料：OGr18Ni12M02相当于国外的SCS14发生体材料：OGr21Ni5Ti相当于国外的SCS329（耐腐蚀、耐磨性）检测元件：称为单发生体双压电晶片（普通型耐温260℃，高温型耐温450℃）晶片材料：锆钛酚铝系列二类晶体，长期工作在250℃的采用高温型信号处理电路：（转换放大器）采用两路相位相反的信号输入方式经过加法运算旋涡流量计的特点：1、输出一个频率信号输出信号与流体性质无关，仅与流体流速成正比的线性关系：f=St*v/d(St=0.2)2、用水标定的流量系数同样适用气体3、低压标定的装置上标定出的流量系数同样适用于高压工作状况压力损失小，大小为：Δp=1.1*105*Pf*v24、流量测量范围宽即量程比大5、无运动部件易于安装、维护6、重复性好、线性度好、精确度高7、检测元件不与流体接触、寿命长旋涡流量计的缺点：1、怕振动：液体L2g气体L1g（这个缺点使流量计会出现无流量有信号，利用小信号切除解决）2、流量下限死区较大（St=5000应力才被感知）3、易受外界电磁场干扰：由于采用高灵敏度的压电晶片（电容片）特别是工频易使流量计无流量有信号4、流量计的安装要垂直安装以免污物堵塞间隙旋涡流量计的选型：导电液体使用电磁流量计振动的用涡轮流量计选型关键词：以流量选通径，不能以管径选通径。提供以下参数给厂家：1、流体的性质（是气体还是液体）2、流体的工艺量程，即流量范围3、液体要提供密度和粘度旋涡流量计测量液体：粘度原则上小于5cp(厘泊)大于5cp原则上不适用旋涡流量计测量气体：1、最大压力2、最小压力3、温度4、流量工作介质通径mm流速m3/s压缩空气小于1.0mpa8-12煤气DN≤1004-6DN≤3007-8DN≤70010-12天然气中低压管道8-25过热蒸汽DN≥20040-60DN＝100-20030-50DN≤10020-40饱和蒸汽DN≥20030-40DN＝100-20025-35DN≤10015-30流量计的安装：保证前后直管道避开振动源保证前直管段一般为：液体前直管段大于10DN（流量计的通径）气体前直管段大于20DN（流量计的通径）保证后直管段一般为：液体前直管段大于5DN（流量计的通径）气体前直管段大于10DN（流量计的通径）利用两块晶片产生信号的旋涡流量计属于二维空间的抗振（A、B同频同幅反向）超声波旋涡流量计是三维空间抗振（抗振能力强，但只能应用于液体）气体还是选用旋涡流量计流量计不要装在空压站房间里边100DN以上的，通径越大抗振性能越差夹持式的旋涡流量计密封垫片不同心导致流量不稳定常见故障的分柝处理1、无流量有信号(1)是否有振动？a、轻微振动：外部措施（加装防振软垫）内部调整参数（H01（-5-10）↑、H02（-1-2）↑、H03（16档）↓、K26（0-2.0）、K10(0.1-2.0)、K20（0.1-2.0））K25为自动设置，H03往下调整对流量计的下限影响很大（小流量）b、严重振动——移动位置（2）是否有50HZ的工频干扰（不开机时无，开机时有少许流量）*E——G1的参数*DY——K34的参数脉冲输出型——频率计检测电流输出型——计算法：f=St*v/d若是50HZ的工频干扰：一是接地，二是浮地（完全浮空）调整参数：H01↑、H02↑、H03↓（这样消除会损害下限的信号）H07——小信号切除（连下限的信号也切除：15DN——376P/L40DN——18.7P/L50DN——8.96P/L(3)接线是否正确分离型：传感器（三芯）——转换器（四芯）采用专用电线连接（4）转换放大器输出方式是否搞错（脉冲放大器静态电流≈8MA（造成无流量有信号）（5）流量计是否损坏，上位机是否自扰？1、有流量无信号（1）接线是否接错（脉冲输出型必需放三根线）A、供电电源的电压是否符合要求（*E：46V≥V≥20V（24V）*DY：46V≥V≥10.5V）B、供电电源的质量是否符合要求（纹波系数大，不能正常工作）解决方法：在电源处并一个100uf50V的电容C、极性是否正确？脉冲型千万不要调反，否则烧坏晶体管电流型的无输出但不怕烧坏晶体管（2）放大器是否损坏？（利用万用表判断）在电路板底部中间有A、B、C三个点：用手碰及A、B有11V输出则正常，若无反应则放大器损坏（3）发生体的压电晶片是否损坏？（在常温下测量）采用电容测量法：A、组合型测量：将流量计前盖打开，把放大器抽出看到引线，红（A）白（B）用带电容测试的万用表（20nf）、C为外壳A——C或B——C等于A——B的1/2，符合条件的合格否则损坏B、分离型：要把专用电缆与发生体分离，然后测量（专用电缆有1000PF的分布电容）通径常温下高温下φ15100PF电容值↑1-3倍φ25φ40150-300PFφ50245-455PFφ80490-855PFφ100780-1295PFφ150520-890PFφ200800-1370PFφ2501700PFφ3002000PF（1）实际工艺流量是否符合要求？选型问题搞击法：连续不断搞击流量计的外壳（*E、*DY）判断流量计好坏（2）发生体与壳体之间的间隙是否有固体颗粒堵塞？堵塞越利害灵敏度越低因生产不能拆卸可用木锤搞击，千万不能用铁锤搞击参数设定是否正确？1、流量信号的不稳定（1）选型是否正确？（2）流体介质是否存在液固、液气、气固两相流？会造成流量计的不稳定（3）工艺管道是否有问题？（直角弯管产生塞减振荡）（4）参数设定是否有误？密度液体一般用温度补偿，气体一般用温、压补偿（5）发生体与外壳之间的间隙是否有少量的固体颗粒？（6）发生体上是否缠绕纤维物？（7）密封垫片是否同心？（8）放大器输入是否损坏一路？（两片压电晶片是同频、同幅、方向相反）（9）压电晶片是否损坏一路？2、流量计的误差较大（1）所有第三题的故障均是造成计量误差大的因素。（2）气体计量不带温、压补偿不讨论精度。（3）未用流量计之前的经验数据是否失信？（4）参数设置是否有误？（5）配套的上位机设置是否正确？A、电流输入：对基准：QF（Qn、Qm）20mA→YH00Pf*EB14*DYD26B、脉冲输入Kt流量系数*EB06*DYE41电磁流量计：原理、应用、常见故障的分柝和处理基本原理：利用法拉第的感生电动势原理E=B*V*D（E：感生电动势、D：测量管内径、V：流速、B：磁感应强度）发展进程：1、永久磁钢或直流励磁方式（正电子、负电子互相吸符不产生电动势，最后没有电动势出现）2、交流励磁（改变了电势易极化现象，同时交流放大器易制作，缺点：零点稳定性不好，精度误差大，放大器不通用）3、恒流方波励磁恒流特性：4~20mA0~600Ω≤0.15%特点：1、压损小（几乎可不考虑）2、测量范围宽100：13、结构简单、无运动部件，寿命长4、无机械惯量，反应灵敏5、重复性好，线性度好，精度高。（0.5级）6、耐腐蚀性好，可测液固两相流（例如泥桨等）缺点：1、不能测液两相流（液体有汽泡，不能测量）2、测试受到温度、压力的影响。使用温度愈高，流量计所承受的压力越低。（所测液体温度高，不能用）3、受流体流速分布的影响大（要求流体按轴心均匀分布）横河公司电磁流量计的特点：什么是双频励磁？采用双频率励磁在电磁流量测量管内形成二个频率分量的电磁场：高频励磁不受流体噪声干扰影响，低频励磁有极好的零点稳定性，把从高低频率定时检测到的各分量信号进行计算，便可产生一个流量信号。低频波形高频波形双频波形优点：1、对流体流速变化的反应速度快，又有良好的零点稳定性2、衬里采用碳氟（PFA）材料，有良好的耐腐性3、电极采用外插入式，对介质的电导率要求低（电极：3mm≥5us/cm电导率）4、内衬莰入金属网筛有效防止真空脱落，内衬厚度：7mm（其它厂家为4mm）5、采用微机菜单实现人机对话操作选型要求：1、要注意流体的导电性质：大口径：≥20us/cm中小口径：≥5us/cm通常电导率：1*10-2~5*10-6s/cm2、注意压力等级3、注意长期使用的温度（温度高压力等级往下降）关系曲线（p21选型书）4、流体状态不能测液气两相流5、选择适当的电极、内衬（即耐腐性、耐磨性）6、流量要适应通径，一般流速选择介质状态流速含有固体颗粒0.3≤V≤3m/s易沉降、结圬2≤V≤10m/s纸桨4≤V≤10m/s安装1、保证前后直管段：前5D后5D2、保证流量计满管，不得旋转90度安装3、可靠接地，一定要使流体与大地等电位常见故障、分柝处理1、无流量有信号（1）是否有接地环？A、金属管道（接地环可有可无，如果没有接地环则一定要将管道当接地环，即将流量计与管道相连）B、非金属管道（一定要有接地环，再连接大地）（2）接线是否有误？分离型：信号线及励磁线需另外购买输出接线：（3）附近是否有大功率的用电设备？（会产生强的电磁场干扰）（4）分体型的励磁线圈是否接通（励磁回路是否工作）（5）转换放大器是否损坏（6）介质的电导率是否符合要求（若5us/cm会产生波动）参数设定是否正确？2、有流量无信号（1）接线是否接错？（2）转换放大器是否损坏（对比法：对换）（3）上位机是否正常？（4）参数设置是否有误？3、流量显示波动大（1）接地是否良好？（2）流体的电导率是否符合要求？流体状态是否液气两相流？（3）流体流态是否是脉动流？（4）转换放大器是否损坏？（5）上位机是否有故障？4、流量计量误差较大（1）有第三题均造成计量误差大的因素（2）体流速是否落在该通径范围内？浮子流量计：原理、应用、常见故障的分柝和处理工作原理：浮子在带中心导向的特定形状锥管中运动与介质粘度无关，浮子的位置由磁钢传递给指示器。它配有限位触点，可与气动的变送器或电动的变送器配套使用，指示器的显示与浮子运动完全相对应。10NSSN0金属浮子流量计必须安装在垂直的管道上，流向朝上。NS浮子流量计的特点：（1）流量计用来测量气体与液体（2）锥形锻造管（3）特殊用途采用不同衬里（4）不锈钢法兰（5）使用DIN或GB标准（6）根据需要作其它管道连接（7）耐压和耐温（8）高精度和高可靠性（9）在较大范围中与粘度无关（10）可加热（带蒸汽或液体加热层）（11）现场显示器不需外加电源（12）可电远传（13）可配带限位开关和积算器横河浮子流量计的特点：1、信号传递结构简单（磁耦合信号传动结构）2、锥管本身就是线性补偿器3、信号输出是采用计算机插件补偿方式（4~20mA）4、具有地磁场补偿功能（不同纬度电磁场不同）浮子流量计的选型：（量体裁衣）安装：1、垂直安装2