孔口罗茨气体流量计

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热热式气体式气体质质量流量量流量计计的原理与的原理与设计设计热式气体质量流量计的原理与设计简浩jh070115163,com概述气体质量流量计在很多行业产业得到广泛应用,目前主要采用热力学、恒温差、恒功率和温度自动补偿的原理,根据热敏电阻特性、工业现场技术指标要求、电子元器件功能和模拟电子电路功能而设计。经过标准风洞系统标定,通过A/D模/数转换,送单片机uc进行瞬时数显和累计数显及非线性校正运算,实现气体质量流速流量的数字智能化的测控。关键词直接质量流量,恒温差,热力学,模拟电子,系统标定,不受温度影响,稳定可靠。气体的属性.气体分子从微观的角度看属于二相性性物质,即是物质的基本粒子、又呈波流体、海绵体和升腾浮力,分子间相互有间隙。气体分子的粒子波时刻在作不规则冲量碰撞运动,分子的浮力质量小于引力。因此,气体分子具有很强的可压缩性、温度系数、吸湿性,对温度、压力、体积特别敏感,密度在时刻发生变化。测控气体流量用体积流量不能够确切,只有质量流量才能较为精确测控描述气体的流量。目前比较认同的是“钟罩“法检测作标准依据来比较,企业基本都是使用玻意耳定律、查理定律、盖阿伏加德罗的理想气体方程式“三同定一同“和“气体三要素“、V1/V2n1/n2N1/N2；P1/P2n1/n2N1/N2；V1/V2P1/P2；ρ1/ρ2M1/M2；n-物质的量；V-体积；M-摩尔质量；P-压强；N-分子量.作基准比较换算,目前还没有完善的法定的基准和标准,多是企业标准、理想标准和接近标准。气体的温度特性当质量、体积不变时,温度每增减1℃,其压强的增减等于在0℃时的1/273。当在标准大气压760mmH汞柱的0℃时,其密度ρ是1.2928Kg/m3。所以,气体流量的检测多以标准条件下理想状态作参考基准换算气体质量流量。设计原理热式气体质量流量计采用一个恒功率即恒流源给传感器加热,产生一定的恒定温度,传感器总比周围环境空气介质变化温度高出一定35℃的恒定温度差,即静态热平衡,恒功率和恒温差亦同时得到应用。气体分子流动时带走传感器S11的热量的多少与空气流体的流速、流量、气体分子的多少成正比,热敏电阻传感器阻值亦随之减小S21,于此同时,加热传感器自动补充被气体分子带走的热量,由于传感器补充热量需要能量电压V、电流I和时间S,在这个时间内传感器还有多少温度差未得到补充达到静态热平衡建立静态热平衡是通过模拟电路的惠斯顿电桥电路组合,这个温度差T11介温基准参考臂和传感器阻值转换的电压随着管道内气体分子密度、流速、流量变化而变化,即恒温差。测量电路就是抓住恒温差转换的电压差信号,通过加减乘除和开1/4次方仪表芯片运算放大及热电阻非线性信号的模拟电路信号处理。既使气体的温度变化,介质温度变化,但没有流动,模拟检测的输出仍然是零,气体流动时而转换的数据不变,不掉数,不增数,只与气体的实际密度和流量有关系。热力学物理原理是热式气体质量流量计设计依据。恒功率法检测高速高量程优势,低速低量程有缺陷,恒温差法检测低速低量程优势,高速高量程有缺陷。所以,我们设计电路同时采用了两种原理,得到了优劣互补大小量程均能测控的效果。热电阻特性.热式气体质量流量计测量传感器目前大多采用PT100、PT500、PT1000、PT2000正温度系数。即温度上升,阻值增加,负温度系数相反。及半导体热敏电阻NTC负温度系数。由于PT薄膜铂电阻的温度系数稳定,温度每升降1℃,PT10、PT100、PT1000、PT2000电阻值变化依次是0.038Ω、0.38Ω、3.8Ω和7.6Ω,举例PT1000,0℃时阻值1000Ω,100℃时阻值为1385Ω,400℃时,2600Ω2.6kΩ。铂金属电阻率Ω·m0℃0.09810-618℃0.10510-6单位温度电阻变化率Ω/Ω/℃表达式R100-R0/100R01-1式中R100和R0代表铂热敏电阻分别在100℃和0℃时的电阻值。薄膜铂热敏电阻具有很好的复制性、重复性、一致性、线性度、稳定性、精确性、价格低和可靠性的优势。PT铂热敏电阻的缺陷是抗介质腐蚀和抗氧化性能差,热容比和热惯性较大,使用时需装入316L不锈钢或哈氏合金的保护套管中。但若使用不妥,热力学、非线性和其特性很难把握住,否则,温度系数大,受温度影响严重,使测控数据严重失实,直至仪表不能使用或不能正常工作。热式气体质量流量计中的热力学问题,面临的技术挑战有热传导、热扩散、热补偿、热幅射、热零漂、热时漂、热梯度、热传递、热容比、热负载、热稳定、热适度、热摆幅、热响应、热惯性、热交换、热吸收、热效应、热功耗等涉及到热力学方面的知识和技术。不注意处理把握好这些疑难、且不易彻底解决、关键性很强的应用细节技术,将直接影响仪表技术指的稳定性0.1m/h、重复性≤0.5、分辩率≤0.1-0.3m、精确度±0.5-1﹪、响应时间≤1S。仪表的调试.气体流量计组成由模拟测量PCB电路板、16位A/D转换和单片机PCB电路板两部分组成。用于测量的PCB板电路设计的调试简便,P1、P2作为静态调整惠斯顿电桥热平衡测试点,调旋“RP0调零电位器“,使P1、P2两点的电桥静态热平衡电压相等,即约为零V或仅5微伏μV以下,仪表放大器的输出为0V,调零点时,尽可能让加热传感器有足够的时间充份加热。然后是在仪表标定时,按用户的满量程标定时还要适当加高一点满量程便于留有余量,不影响计量,避免客户定货满量程估算不够,插入现场冲满数据而没有变化即最高气流速度启动风洞气流速度,这时调旋“RP1调满电位器“,使模拟板末级输出0-5V或4-20mA端输出达到或接近5V及20mA,对应A/D模/数转换送单片机运算设定满量程时应显的数值,这时仪表调时结束。仪表的标定.热式气体质量流计的标定换算是依标况的空气标准条件理想状态下作参考基准,把用户的最大流量m3/h作为满量程,换算成标况和工况的管道内的气体流速m/s,算式GπR23600s1-2式中G-工况管道气体流速,R-用户管道半径,质量流量QmGπR2sPa工况压力/760mmHg[1.205kg/Nm31.205℃/273]1-3式中Qm-质量流量G-流速m/sR-管内半径Pa-工况压力760mmHg-标准大气压汞柱1.205kg/Nm3-标准大气压20℃时的空气质量℃-工况温度1/273-绝对温度使用“风速标定“专用软件,通过计算机连接风洞标校用的皮拖管差压流量计4-20mA的输出和仪表的串行口输出,即可实现微机标定。但是,工况与标况总是或多或少的有点区别。仪表具有4-20mA、RS232和RS485及继电器报警的输出接口,可于以太网接口等智能程序测控功能。仪表的安装.热式气体质量流量计在现场的使用需要有一定的流场,才能在现场管道内获取比较均衡、相对稳定、动势畅通、线性度较好、具有采测平均流量、传感器插入深度和具有代表性的气体流量信号。管道内流动气体产生的压力,是气体分子对管壁撞击作用力而产生的压力,气体流动时在管道内有着随气流速度、密度、压力变化而变化,其产生的动势边界层分布走势截面坐标扫描图像在时刻发生跳动变化,传感器热电阻转换的电压信号亦随之变化,管道截面扫描各个像素点上密度、流速、流量的分布不均匀,管内壁至管心的密度、速度、流量呈梯度旋转运动的推进而增加,流量动态范围宽,瞬时流量幅度呈乘方函数增减,在不同的管径、不同几何尺寸大小、不同流体组分、不同磨擦力和不同流场下都有一定关系。因此,仪表安装在直管道的多经验取值“前10后5“和尽量不安装在弯管段。传感器探头插入深度,一般取大管径管壁至管心的≥300mm的1/4处和小管径≤300mm的1/2处,基本是相对流量和边界流量的平均流量处。把仪表安装在工业现场的空间布局、流场设置、仪表定位比较科学合理的位置，有利于提高气体质量流量计的测量精度。传感器的制作.传感器的制做、材料、工艺和传感器探头对于做好热式气体质量流量的整机性能至关重要。①.PT1000热敏电阻首先刮去绝缘漆、吃锡,焊接耐200℃的细绝缘导线,引线长度视仪表传感探杆Φ19标准统一的长度而定；②.准备装入长套管Φ3的S11和S21两只传感器的蓝色对蓝色的面用502临时对齐粘紧,T11和T21准备装入短套管亦是这样做；③.分别把S11和T11粘好后的传感器少许粘上704绝缘导热胶,分别装入长、短套管316L不锈钢或哈氏合金材料,导热胶的深度不要超过传感器长度,导热胶要密实,避免影响分辩率；④.分别用高压绝缘电阻测试“摇表“测试两个套管内的传感器与套管金属外壳是否绝缘,若不绝缘就不能使用；⑤.然后用绝缘导线在探头的后端固定螺杆上把两套管的传感器外引线“扎紧“,以免拉动；⑥.然后将探头和探杆对齐卡在慢速旋转减速器上用氩气024mA-035mA焊接,要均匀、圆滑、抛光；⑦.高温、高压、高速的气体质量流量计的传感器制做材料、工艺、加热PT选值、结构与标准常温的传感器制做不同,区别很大；⑧.套管、探头、探杆的结构有机械图纸。结束语热式气体质量流量计对检测气体质量流量与速度式、容积式、差压式、超声波式、电磁式、光电式等气体流量仪表相比较,有着独特的优势,具有功耗低、微型化、智能化、精度高≤1﹪、直接式质量测量、适宜介质温度宽-20400℃、响应快≤1s、受温度影响小、稳定可靠和使用维护简便等突出特点。不足之处是当介质含水率高组分或焦油粘稠时,有一定的障碍影响。总之,热式气体质量流量计有着广阔的市场应用前景。本文为作者原创“七“乐无穷，尽在新浪新版博客，快来体验啊请点击进入
(孔口罗茨气体流量计)

旋进旋涡流量计是采用先进的微处理技术,具有功能强,流量范围宽,操作维修简单,安装使用方便等优点,主要技术指标达到国外同类产品的先进水平的新型气体流量仪表。
主要用途旋进旋涡流量计广泛应用于石油、化工、电力、冶金、城市供气等行业测量各种气体流量，是目前油田和城市天然气输配计量和贸易计量的首选产品。
使用环境条件环境温度：-30℃～+55℃相对湿度：5%～95%大气压力：86KPa～106KPa工作条件介质温度范围：-20℃～+70℃公称压力：1.6、2.5、4.0、6.3MPa主要组成组成旋进旋涡流量计由传感器和转换器两部分构成产品分类旋进旋涡流量计是采用先进的微处理技术,具有功能强,流量范围宽,操作维修简单,安装使用方便等优点,主要技术指标达到国外同类产品的先进水平的新型气体流量仪表。由于旋进旋涡流量计的独特性，使得其在发展过程中必须不断的适应机械制造水平的发展，所以旋进旋涡流量计根据其测量对象的不同，分为“智能型旋进旋涡流量计”和“蒸汽型旋进旋涡流量计”。智能旋进旋涡气体流量计采用先进的微处理技术，具有功能强、流量范围宽、操作维修简单，安装使用方便等优点，主要技术指标达到国外同类产品的先进水平。可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、煤炭等行业各种气体的计量。蒸汽型旋进旋涡流量计采用先进的双探头旋进式流量传感器技术，抗干扰能力强，精确度高、无机械转动部件，不易腐蚀，结构紧凑，可靠性高、稳定性好，维修量小。
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式(1)(2)中:t,l,d分别为热线的温度、长度和直径;t0,ρ,cp,v,κ分别为气流的温度、密度、定压比热、流速和导热系数.对于d=0.025mm的热线测量常温空气的场合,式(1)和(2)的流速界限值约为0.075m/s.这是一个非常小的气体流速,对于热线风速仪或浸入式热式流量计,实际使用时流速一般都大于此值,属于式(2)给出的范围,并可改写成:
当探头在恒温方式工作时,热线和被测气体的温度差(t-t0)保持一定,rh应为常数,供给热线的电流ih就是空气质量流量的衡量尺度.信号电流ih的平方与质量流量qm的平方根成正比.电流ih在r1上的压降v作为流量信号,通过放大处理输出,与质量流量qm之间的关系应为图2的四次多项式曲线关系:
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在购买涡轮流量计的时候，我们常常需要思考一个问题，那就是我们测量的是什么物质？确定是气体还是液体，然后再根据具体需要进行选择。为什么需要考虑这个问题呢？涡轮流量计测量气体的合测量液体的有什么区别呢？
因为气体的密度远小于液体的密度，因此气体涡轮流量计在结构上与液体涡轮流量计有显著的区别，气体的密度受温度压力的变化影响较大。
所以在进行气体体积流量测量时，一般多采用温度压力补偿功能的气体涡轮流量计，以达到准确测量气体介质的目的。这种涡轮流量计在测量体积流量的同时，必须跟踪检测气体介质的温度和压力，并将不同工况条件下的气体体积流量换算成标准状态下(P=101.325KpaT=273.15K)的体积流量。
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气体涡轮流量计是一种常用的流量计产品，具有精度高、重复性好、结构简单、体积小、重量轻、压力损失小、寿命长、操作简单、维修方便等优点。今天我们主要来介绍一下气体涡轮流量计测量原理和特点，希望可以帮助到大家。
气体涡轮流量计测量原理
流体流经气体涡轮流量计壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由*磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经过气体涡轮流量计中放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量或总量。在一定的流量范围内，脉冲频率f与流经涡轮流量传感器的流体的瞬时流量Q成正比，流量方程为：q=3600*（f/k）式中：f——脉冲频率［Hz］k——传感器的仪表系数［1/m3］，由校验单给出。Q——流体的瞬时流量（工作状态下）［m3/h］3600——换算系数每台气体涡轮流量计的系数由制造厂填写在检定证书中，k值设入配套的显示气体涡轮流量计中，便可显示出瞬时流量和累积总量。
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三，选型时还需注意流量的范围比，玻璃转子流量计的量程比一般是10：1，超量程了就须重新考虑量程段，每种口径都有不同的量程段。切记。测气体时注意加气体阻力尼器。
四：现场使用经常遇到的问题大概如下：卡住内部浮子：原因是新管道通介质，内部焊渣经过浮子时，由于浮子带磁性，全部被浮子吸住，zui终卡住，影响测量。这是由浮子测量原理决定的。浮子正常维修主要集中在这个方面，其它一般很少出现问题。出现问题了，拆出上止挡，清洗好浮子，取出异物即可。
五：关于浮子安装：液体一般问题不大，只要符合说明书安装要求即可，主要是测气体情况下，追加说明一下：玻璃管浮子流量计前后都装一个控制阀，正常使用时，前阀打开，后阀控制流量，这样可以避免浮子流量计在开车时，瞬间冲击，打坏内部浮子，这种情况是测气体浮子遇到zui多的一种情况；正常操作是先打开前阀，然后慢慢打开后阀，通过后阀来控制现场流量。
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