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智能壓縮空氣流量計(jì)選型與安裝時(shí)需要注意的問題有哪些
點(diǎn)擊次數(shù)：2050 發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 05:07:19
智能壓縮空氣流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理研究生產(chǎn)的測(cè)量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。是工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)的主要流量測(cè)量?jī)x表之一。
近年來，微電子技術(shù)的發(fā)展，直接推動(dòng)了智能壓縮空氣流量計(jì)的技術(shù)水平日益更新，目前市面上智能壓縮空氣流量計(jì)產(chǎn)品的型號(hào)和種類眾多，它有著許多其它流量計(jì)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如精度高、可以輸出數(shù)字信號(hào)等。智能壓縮空氣流量計(jì)測(cè)量的參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。智能壓縮空氣流量計(jì)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(hào)可以有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也可采用數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，方便將信號(hào)整合到PLC系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是目前比較先進(jìn)、理想的測(cè)量?jī)x器類型。
相比較電磁流量計(jì)，孔板流量計(jì)等 產(chǎn)品，智能壓縮空氣流量計(jì)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(biāo)還沒有達(dá)到令人滿意的程度，而是由于用戶在選擇和使用智能壓縮空氣流量計(jì)時(shí)缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)造成的。本文就針對(duì)于智能壓縮空氣流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的選擇方法和安裝要求進(jìn)行說明。
一、智能壓縮空氣流量計(jì)的選擇
智能壓縮空氣流量計(jì)的選用要結(jié)合工藝介質(zhì)的特點(diǎn)、流量計(jì)的性能、經(jīng)濟(jì)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(diǎn)說明幾點(diǎn)需要特別注意的問題。
根據(jù)所測(cè)介質(zhì)情況選擇
1.1根據(jù)測(cè)量介質(zhì)進(jìn)行產(chǎn)品的選型
一般智能壓縮空氣流量計(jì)可以測(cè)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)力式和電容式智能壓縮空氣流量計(jì)應(yīng)用范圍較廣，但在測(cè)低密度和低流速氣體流量時(shí)，由于受到漩渦能量的限制，發(fā)生漩渦不強(qiáng)烈信號(hào)低，電容式智能壓縮空氣流量計(jì)由于存在兩個(gè)導(dǎo)壓孔，不易測(cè)量贓物介質(zhì)；超聲波式雖然能測(cè)量低流速介質(zhì)流量，但對(duì)脈動(dòng)較敏感；具體情況如下：
1)對(duì)于介質(zhì)中含有粉塵和固體顆?；驊腋∥锏牧黧w不宜選用電容智能壓縮空氣流量計(jì)。因?yàn)樵阡鰷u發(fā)生體兩側(cè)有兩個(gè)導(dǎo)壓小孔，容易堵塞，使輸出信號(hào)為零。凡是帶有導(dǎo)壓小孔的其它類型的流量計(jì)和電容流量計(jì)具有相似的情況。
2)智能壓縮空氣流量計(jì)雖然抗振性能強(qiáng)，但使用溫度范圍不如電容式和壓電應(yīng)力式寬。一般壓電式智能壓縮空氣流量計(jì)測(cè)溫上限不超過300℃。超過時(shí)壓電元件絕緣下降，輸出信號(hào)變小，抗干擾能力大大降低；電容式智能壓縮空氣流量計(jì)的測(cè)溫上限達(dá)400℃，具有較好的耐高溫性能；而超聲波式智能壓縮空氣流量計(jì)測(cè)溫上限不超過200℃，如果被測(cè)流量介質(zhì)溫度超過此范圍，則可能損壞超聲波探頭。另外，超聲波智能壓縮空氣流量計(jì)不宜在含有過多氣泡的液體或含雜質(zhì)的液體中測(cè)量，因?yàn)橛羞^多氣泡的液體，超聲波不易穿過，可能造成測(cè)量上的困難甚至不可能測(cè)量。液體中含有雜質(zhì)會(huì)對(duì)超聲波起到慢反射或吸收的作用，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3)智能壓縮空氣流量計(jì)的選擇不僅要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度，還要考慮檢修吹掃介質(zhì)的溫度。智能壓縮空氣流量計(jì)的被測(cè)介質(zhì)溫度可能是常溫，但是在檢修時(shí)需要用蒸汽吹掃管線，蒸汽的溫度在150℃以上，如果選型時(shí)只考慮到介質(zhì)的溫度而選擇適用溫度范圍低的智能壓縮空氣流量計(jì)，在檢修吹掃管線時(shí)，就有可能損壞敏感元件。
4)在使用狀態(tài)下，如果被測(cè)介質(zhì)有明顯的脈動(dòng)，則不宜選擇超聲波智能壓縮空氣流量計(jì)。因?yàn)槌暡?strong>智能壓縮空氣流量計(jì)對(duì)小流量敏感度很高，在這種場(chǎng)合使用，會(huì)使輸出信號(hào)不穩(wěn)定甚至失真。
5)在液體中混有大量氣泡的場(chǎng)合，不宜選用各種智能壓縮空氣流量計(jì)。
1.2 根據(jù)抗管道和流體振動(dòng)情況進(jìn)行產(chǎn)品選擇
智能壓縮空氣流量計(jì)是根據(jù)在流體管道中設(shè)置阻力體來產(chǎn)生漩渦，檢測(cè)漩渦的頻率來測(cè)流量的。在工業(yè)生產(chǎn)中，振動(dòng)是普遍存在和不可避免的，一般的工業(yè)振動(dòng)頻率大都在幾赫到幾千赫，智能壓縮空氣流量計(jì)的漩渦頻率正好落在這個(gè)范圍之內(nèi)，如果安裝智能壓縮空氣流量計(jì)的管道和流體發(fā)生振動(dòng)，勢(shì)必對(duì)智能壓縮空氣流量計(jì)的測(cè)量造成影響，所以智能壓縮空氣流量計(jì)必須有抗振補(bǔ)償功能。
常用的智能壓縮空氣流量計(jì)有電容式、壓電應(yīng)力式、超聲波式等種類，目前市場(chǎng)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(dòng)，即對(duì)振動(dòng)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(dòng)，具有抗振能力，基本可以消除，但對(duì)抗橫向(與漩渦升力方向一致)振動(dòng)能力很弱，而超聲波式具有抗三維振動(dòng)能力。因此在一般場(chǎng)合，振動(dòng)加速度小于1g，振動(dòng)頻率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有較強(qiáng)烈的振感，有握不住的感覺)，三種流量計(jì)都可以滿足要求，但在振動(dòng)特別強(qiáng)烈的場(chǎng)合，或有升力方向振動(dòng)的場(chǎng)合，選用超聲波流量計(jì)比較合適。
二、智能壓縮空氣流量計(jì)的安裝
智能壓縮空氣流量計(jì)的安裝要考慮流量計(jì)的定位、液體流向、上下游直觀段的長(zhǎng)度、配管直徑、環(huán)境影響(溫度、電磁輻射、腐蝕)、振動(dòng)、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(zhǎng)度通常取決于上游阻力件(縮管、擴(kuò)管、彎頭、閥門)形式，一般上游直管段長(zhǎng)度要保證20D，下游5D(其中D為管道直徑)。當(dāng)上游阻力件為閥門或截止閥時(shí)，必須保證上游直管段的長(zhǎng)度不少于40D。流量計(jì)的安裝地點(diǎn)要避開高溫、腐蝕、電磁輻射、振源，當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)還應(yīng)考慮加支撐以減少振幅的影響。在把智能壓縮空氣流量計(jì)用于控制回路測(cè)量時(shí)，推薦把流量計(jì)裝在調(diào)節(jié)閥的下游。
通常為了避免振動(dòng)或一些不可預(yù)知的原因，在流量計(jì)上游安裝節(jié)流圈、膨脹段或儲(chǔ)罐，以部分吸收流體的振動(dòng)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(dòng)后，應(yīng)避免智能壓縮空氣流量計(jì)安裝在漩渦升力方向與振動(dòng)方向一致的地方。
超聲波智能壓縮空氣流量計(jì)處于水平管道安裝時(shí)，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(dòng)，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(cè)量帶來好處。
保證管道內(nèi)徑與流量計(jì)口徑相同是制造廠家對(duì)用戶使用流量計(jì)的基本要求。但在實(shí)際使用中表明，由于國外制造廠家流量計(jì)口徑標(biāo)準(zhǔn)不一，其標(biāo)準(zhǔn)的管道內(nèi)徑與我國國標(biāo)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(shí)，由于壓力等級(jí)要求不一樣，管子的壁厚也不一樣。用戶在選擇和安裝使用智能壓縮空氣流量計(jì)時(shí)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
智能壓縮空氣流量計(jì)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(shí)用和完美的智能壓縮空氣流量計(jì)。
目前，隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，智能壓縮空氣流量計(jì)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)用好智能壓縮空氣流量計(jì)，還需要廣大用戶在實(shí)踐中不斷摸索。相信隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，新一代的智能壓縮空氣流量計(jì)將具有更加優(yōu)越的性能，在流量測(cè)量中占有更廣闊的領(lǐng)域。
近年來，微電子技術(shù)的發(fā)展，直接推動(dòng)了智能壓縮空氣流量計(jì)的技術(shù)水平日益更新，目前市面上智能壓縮空氣流量計(jì)產(chǎn)品的型號(hào)和種類眾多，它有著許多其它流量計(jì)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如精度高、可以輸出數(shù)字信號(hào)等。智能壓縮空氣流量計(jì)測(cè)量的參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。智能壓縮空氣流量計(jì)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(hào)可以有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也可采用數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，方便將信號(hào)整合到PLC系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是目前比較先進(jìn)、理想的測(cè)量?jī)x器類型。
相比較電磁流量計(jì)，孔板流量計(jì)等 產(chǎn)品，智能壓縮空氣流量計(jì)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(biāo)還沒有達(dá)到令人滿意的程度，而是由于用戶在選擇和使用智能壓縮空氣流量計(jì)時(shí)缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)造成的。本文就針對(duì)于智能壓縮空氣流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的選擇方法和安裝要求進(jìn)行說明。
一、智能壓縮空氣流量計(jì)的選擇
智能壓縮空氣流量計(jì)的選用要結(jié)合工藝介質(zhì)的特點(diǎn)、流量計(jì)的性能、經(jīng)濟(jì)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(diǎn)說明幾點(diǎn)需要特別注意的問題。
根據(jù)所測(cè)介質(zhì)情況選擇
1.1根據(jù)測(cè)量介質(zhì)進(jìn)行產(chǎn)品的選型
一般智能壓縮空氣流量計(jì)可以測(cè)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)力式和電容式智能壓縮空氣流量計(jì)應(yīng)用范圍較廣，但在測(cè)低密度和低流速氣體流量時(shí)，由于受到漩渦能量的限制，發(fā)生漩渦不強(qiáng)烈信號(hào)低，電容式智能壓縮空氣流量計(jì)由于存在兩個(gè)導(dǎo)壓孔，不易測(cè)量贓物介質(zhì)；超聲波式雖然能測(cè)量低流速介質(zhì)流量，但對(duì)脈動(dòng)較敏感；具體情況如下：
1)對(duì)于介質(zhì)中含有粉塵和固體顆?；驊腋∥锏牧黧w不宜選用電容智能壓縮空氣流量計(jì)。因?yàn)樵阡鰷u發(fā)生體兩側(cè)有兩個(gè)導(dǎo)壓小孔，容易堵塞，使輸出信號(hào)為零。凡是帶有導(dǎo)壓小孔的其它類型的流量計(jì)和電容流量計(jì)具有相似的情況。
2)智能壓縮空氣流量計(jì)雖然抗振性能強(qiáng)，但使用溫度范圍不如電容式和壓電應(yīng)力式寬。一般壓電式智能壓縮空氣流量計(jì)測(cè)溫上限不超過300℃。超過時(shí)壓電元件絕緣下降，輸出信號(hào)變小，抗干擾能力大大降低；電容式智能壓縮空氣流量計(jì)的測(cè)溫上限達(dá)400℃，具有較好的耐高溫性能；而超聲波式智能壓縮空氣流量計(jì)測(cè)溫上限不超過200℃，如果被測(cè)流量介質(zhì)溫度超過此范圍，則可能損壞超聲波探頭。另外，超聲波智能壓縮空氣流量計(jì)不宜在含有過多氣泡的液體或含雜質(zhì)的液體中測(cè)量，因?yàn)橛羞^多氣泡的液體，超聲波不易穿過，可能造成測(cè)量上的困難甚至不可能測(cè)量。液體中含有雜質(zhì)會(huì)對(duì)超聲波起到慢反射或吸收的作用，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3)智能壓縮空氣流量計(jì)的選擇不僅要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度，還要考慮檢修吹掃介質(zhì)的溫度。智能壓縮空氣流量計(jì)的被測(cè)介質(zhì)溫度可能是常溫，但是在檢修時(shí)需要用蒸汽吹掃管線，蒸汽的溫度在150℃以上，如果選型時(shí)只考慮到介質(zhì)的溫度而選擇適用溫度范圍低的智能壓縮空氣流量計(jì)，在檢修吹掃管線時(shí)，就有可能損壞敏感元件。
4)在使用狀態(tài)下，如果被測(cè)介質(zhì)有明顯的脈動(dòng)，則不宜選擇超聲波智能壓縮空氣流量計(jì)。因?yàn)槌暡?strong>智能壓縮空氣流量計(jì)對(duì)小流量敏感度很高，在這種場(chǎng)合使用，會(huì)使輸出信號(hào)不穩(wěn)定甚至失真。
5)在液體中混有大量氣泡的場(chǎng)合，不宜選用各種智能壓縮空氣流量計(jì)。
1.2 根據(jù)抗管道和流體振動(dòng)情況進(jìn)行產(chǎn)品選擇
智能壓縮空氣流量計(jì)是根據(jù)在流體管道中設(shè)置阻力體來產(chǎn)生漩渦，檢測(cè)漩渦的頻率來測(cè)流量的。在工業(yè)生產(chǎn)中，振動(dòng)是普遍存在和不可避免的，一般的工業(yè)振動(dòng)頻率大都在幾赫到幾千赫，智能壓縮空氣流量計(jì)的漩渦頻率正好落在這個(gè)范圍之內(nèi)，如果安裝智能壓縮空氣流量計(jì)的管道和流體發(fā)生振動(dòng)，勢(shì)必對(duì)智能壓縮空氣流量計(jì)的測(cè)量造成影響，所以智能壓縮空氣流量計(jì)必須有抗振補(bǔ)償功能。
常用的智能壓縮空氣流量計(jì)有電容式、壓電應(yīng)力式、超聲波式等種類，目前市場(chǎng)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(dòng)，即對(duì)振動(dòng)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(dòng)，具有抗振能力，基本可以消除，但對(duì)抗橫向(與漩渦升力方向一致)振動(dòng)能力很弱，而超聲波式具有抗三維振動(dòng)能力。因此在一般場(chǎng)合，振動(dòng)加速度小于1g，振動(dòng)頻率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有較強(qiáng)烈的振感，有握不住的感覺)，三種流量計(jì)都可以滿足要求，但在振動(dòng)特別強(qiáng)烈的場(chǎng)合，或有升力方向振動(dòng)的場(chǎng)合，選用超聲波流量計(jì)比較合適。
二、智能壓縮空氣流量計(jì)的安裝
智能壓縮空氣流量計(jì)的安裝要考慮流量計(jì)的定位、液體流向、上下游直觀段的長(zhǎng)度、配管直徑、環(huán)境影響(溫度、電磁輻射、腐蝕)、振動(dòng)、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(zhǎng)度通常取決于上游阻力件(縮管、擴(kuò)管、彎頭、閥門)形式，一般上游直管段長(zhǎng)度要保證20D，下游5D(其中D為管道直徑)。當(dāng)上游阻力件為閥門或截止閥時(shí)，必須保證上游直管段的長(zhǎng)度不少于40D。流量計(jì)的安裝地點(diǎn)要避開高溫、腐蝕、電磁輻射、振源，當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)還應(yīng)考慮加支撐以減少振幅的影響。在把智能壓縮空氣流量計(jì)用于控制回路測(cè)量時(shí)，推薦把流量計(jì)裝在調(diào)節(jié)閥的下游。
通常為了避免振動(dòng)或一些不可預(yù)知的原因，在流量計(jì)上游安裝節(jié)流圈、膨脹段或儲(chǔ)罐，以部分吸收流體的振動(dòng)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(dòng)后，應(yīng)避免智能壓縮空氣流量計(jì)安裝在漩渦升力方向與振動(dòng)方向一致的地方。
超聲波智能壓縮空氣流量計(jì)處于水平管道安裝時(shí)，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(dòng)，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(cè)量帶來好處。
保證管道內(nèi)徑與流量計(jì)口徑相同是制造廠家對(duì)用戶使用流量計(jì)的基本要求。但在實(shí)際使用中表明，由于國外制造廠家流量計(jì)口徑標(biāo)準(zhǔn)不一，其標(biāo)準(zhǔn)的管道內(nèi)徑與我國國標(biāo)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(shí)，由于壓力等級(jí)要求不一樣，管子的壁厚也不一樣。用戶在選擇和安裝使用智能壓縮空氣流量計(jì)時(shí)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
智能壓縮空氣流量計(jì)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(shí)用和完美的智能壓縮空氣流量計(jì)。
目前，隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，智能壓縮空氣流量計(jì)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)用好智能壓縮空氣流量計(jì)，還需要廣大用戶在實(shí)踐中不斷摸索。相信隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，新一代的智能壓縮空氣流量計(jì)將具有更加優(yōu)越的性能，在流量測(cè)量中占有更廣闊的領(lǐng)域。