热式气体流量计工作压力低

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随着现代工业生产的发展，企业对能源的要求越来越重视。工艺过程控制、生产成本核算、能源计量考核等对流量测量越来越依赖，因此准确测量介质的流量在工业能源节能方面越来越重要。气体涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。
气体涡街流量计的特点主要表现在：压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响；无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小，结构简单而牢固，长期运行十分可靠；安装简单，维修十分方便；检测传感器不直接接触介质，性能稳定，寿命长；输出是与流量成正比的脉冲信号，无零点漂移，精度高，并方便和计算机联网。测量范围宽，量程比可达1：10；压力损失较小，运行费用低，更具节能意义。
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RSL热式气体质量流量计测量原理
一.产品概述
热式气体质量流量计是利用热传导原理测量气体质量流量的仪表。该仪表的传感器由两个基准级热电阻(铂RTD)组成。一个是质量速度传感器T1，一个是测量气体温度变化的温度传感器T2。当这两个RTD置于被测气体中时，其中传感器T1被加热到气体温度以上的一个恒定的温差，另一个传感器T2用于感应被测气体温度。随着气体质量流速的增加，气流带走更多热量,传感器T1的温度下降，要维持T1、T2恒定的温度差，T1的加热功率就要增大。根据热效应的金氏定律,加热功率P、温度差△T（T1-T2）与质量流量Q有确定的数学关系式。
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热式质量流量计(ThermalMassFlowmeters，简称TMF)在国内习称量热式流量计，是利用流体流过外热源加热的管道时产生的温度场变化来测量流体质量流量，或利用加热流体时流体温度上升某一值所需的能量与流体质量之间的关系来测量流体质量流量的一种流量仪表。一般用来测量气体的质量流量。具有压损低;流量范围度大;高精度、高重复性和高可靠性;无可动部件以及可用于极低气体流量监测和控制等特点.利用加热流体的热量(或温度)变化测量流体的质量流量已有很长的历史。早期的TMF直接将加热线圈和测温元件放入流体中与流体直接接触，是一种接触式流量计，由于不能解决嘴蚀和磨损以及防爆等问题，使它的工业应用受很大的限制。托马斯流量计是这种流量计的代表，主要用来测量较大流量的气体质量流量;到20世纪50年代，人们提出了一种与流体不接触的边界层流量计，克服了接触式流量计的缺点，但测量结果易受介质参数(如导热系数、比热容、粘度等)的影响，可以用来测量较大的液体流量;到70年代，基于测量流体温度分布的热分布型TMF，由于其独特的优点在国内外得到了很快的发展，用来测量气体的微小流量，随着科技的发展，经过对流量计结构上的重新设计，在接触式流量计的基础上，人们提出了一种浸人型的TMF，也得到了很快的发展，可以用来测量较大管径的气体流量。综上所述，TMF是一种主要用来测量气体质量流量的直接式质量流量计。
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仪表选型是仪表应用中非常重用的工作,仪表选型的正确与否将直接影响到仪表是否能够正常运行.因此用户和设计单位在选用本公司产品时,请仔细阅读本节资料,认真核对流体的工艺参数并随时可与我公司的销售或部门，以确保选型正确。
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金属转子流量计用于气体采样测量中应注意的问题，金属转子流量计是测定气体流量(即流率)的常用计量器具,在使用中其读数值不一定等于实际的流量值，从转子流量计的读数获得正确流量值有一定条件,一个合格流量计的刻度是在标准状态下得到的,与标准状态不同的使用条件需要对读数进行修正,关于影响读数修正的使用条件以及怎样才能获得正确流量值是本文阐述的内容。 这个问题似乎是老生常谈,但对某些进行放射性气体或气溶胶的采样测量的工作者却时有模糊,有待注意和澄清。 转子流量计工作时,转子(也称为浮子)受到两个力的作用:一是垂直向上的推动力,它等于流体流经转子与锥管间的环形截面形成的压力差所产生的浮力;另一是转子本身垂直向下的净重力。 当压力差与转子的净重力相等时,转子处于平衡状态,即停留在一定位置上,转子停留的高度就反映了流量的大小。 问题是这停留高度与流量大小两者之间的对应关系还与一系列条件(气压、温度、流体状态等)有关,本文就这些方面分别介绍。 2转子流量计的气压()效应转子流量计的刻度示值是在标准状态(101.3kPa,293K)下得出的,当用于非标准状态时使用[1]条件下的真实流量值与读数值是不同的,有以下关系:—21— 转子流量计用于气体采样测量中应注意的问题 辐射防护通讯2006年12月第26卷第6期QS=QNPNTSPSTN(1)口的绝对气压;TN、λ分别为标准状态和流量计T入口的绝对。 情况是否确实如此,下面用一[2]实例予以说明。 图1所示的气流回路可定量观测入口抽气负压对流量计指示值引起的测量误差。 在流量计入口端装一只调节阀门,启动抽气泵抽气,用调节阀把转子流量计调到不同的指示值,用串接在气路入口的煤气表(或其他不受压力影响的气动仪表)测出相应的实际流量(这应视作进入气路的正确流量),用压差计同时测出调节阀两端的压力差,从而确定转子流量计的实际入口气压。 设环境气压等于标准大气压,而流量计入口气压等于标准大气压(101.3kPa)减去调节阀两端的压差。 表1列出了一组观测值。 由表1可见,调节阀门置于转子流量计的入口端,因给流量计造成了抽气负压,使流量计入口气压低于标准大气压,其指示值与煤气表测得的实际流量相比总是偏高,偏高多少与阀门的开合程度(实际是气路阻力大小)引起的抽气负压大小有关。 阀门关得越小,引起得抽气负压越大,偏高的比例越大。 当用式(2)修正后就与煤气表的测定值在误差范围内一致了。 式中,QS为使用条件下的真实流量值;QN为流量计读数(按流量计在标准条件下刻度的示值读出的);PN,PS分别为标准状态和使用条件的绝对气压http://www.jinshufuziliuliangji.com/;TN,TS分别为标准状态和使用条件的绝对温度。 例如:在乌鲁木齐,当转子流量计用于气压约为92.3kPa、气温293K条件下,若QN=0.85Lπ,则由式(1)得QS=0.89Lπ,真实流量值minminQS=QNPTNλPNTλ大于其读数值。 在我国内地,气压一般与标准状态相近(PS≈PN,TS≈TN),此项修正问题不大。 但在气体采样中如果流量计上游连接有过滤器或调节阀门,有可能使流量计入口气压显著降低,这是气体采样测量中常出现的问题,不可忽视。 这种情况下,气体真实流量值则按下式计算:(2)式中,QS为使用条件下的真实流量值;QS为流量计读数;PN、P分别为标准状态和流量计入λ图1测量转子流量计入口气压和流量指示值关系的示意图表1入口气压的变化对转子流量计读数值的影响流量计入口气压(kPa)91.477.361.348.0调节阀两端压差(kPa)9.924.040.053.3必须注意的是,式(2)与式(1)表面上看很相似,其实在根号中分数线上下的有关气压、温度是颠倒的。 这两个公式是有区别的,又是相联系的,式(2)可从式(1)导出如下:—22流量计指示流量(Lπmin)108.089.065.552.0煤气表实测流量(Lπmin)100.778.255.437.0修正后流量(Lπmin)102.677.754.135.8首先应明确,通常所谓气体流量都是体积流量(单位时间流过的气体体积),而非质量流量(单位时间流过的气体质量)。 气体体积是随气压和温度的变化而变化的。 在使用条件下,人们通常关心的是当地气压、温度下的体积或体积流量即使用条件下的真实流量。 结合到图1的情况,人们关心的是环境气压、温度下的体积流量,而非流量计入口负压下的体积流量。 将式(1)应用于图1的情况,可得到流量计在有入口负压(相当于入口气压低于标准大气压)下的入口体积流量Qλ。 对Qλ可类似写成:— 转子流量计用于气体采样测量中应注意的问题 转子流量计用于气体采样测量中应注意的问题孟冶成Qλ=QNPNTλPTNλ(3)泵)的性能。 此外,还可在采样气路中采取稳流措施,例如在采样气路中串接缓冲器等,使得脉动气流变为稳定气流。 这里推荐一个好方法,在转子流量计的出口端串接一个过滤器,里面的虑膜能增加气路中气流的阻力,较好地将脉动气流变为稳定气流。 在用皂膜流量计校准转子流量计中,对在气路中串接和未串接过滤器进行比较,结果见表2。 由表2可见,使用了过滤器降低了转子流量计偏高指示误差,说明过滤器起到了稳流作用,提高了校准精度。 表2过滤器效果比较转子流量计指示值(Lπmin)3.003.00在图1所示的环境气压条件下的体积流量QS与Qλ按理想气体的气态方程有以下关系:PQλPSQSPNQSλ=≈TTSTNλ(4)将式(4)作变换:QS=QλPTNλPNT(5)将式(3)代入式(5),即得到式(2)。 用表1列为例,可用数字表达上述关系。 入口气压为91.4kPa下的流量计指示流量为108.0Lπ,对应此负压下的体积流量,可按式min(3)计算得:Qλ=108.0×按式(5)算得环境气压下的体积流量:即为表1中修正后的流量值。 可见,在气路中转子流量计入口有入口负压的情况下,用式(2)可直接对流量读数值修正得到真实流量值。 以上说明了转子流量计的气压效应的表现与规律,由此提出在使用中针对气压效应如何获得真实流量值的一些方法和注意事项。 3气体采样测量中的注意事项3.1避免流量计入口负压如将图1中的采样装置和流量调节阀放在流量计出口端的下游将会避免产生入口负压。 当有些采样对象(如气溶胶、氡子体等)会在置只能放在流量计的上游。 这样流量计的指示值与实际流量必然会有误差。 这种误差有多大视入口负压而定,入口负压越大,流量计指示值就偏高的误差越大。 流量计中沉积或污染流量计影响采样时,采样装3.2稳定脉动气流用苏州华陆金属转子流量计测量气体采样流量时对气流的要求是均匀而稳定,若是脉动气流,转子流量计指示值总是偏高于实际流量值,其偏高的误差有时可达40%。 造成脉动气流主要是抽气泵(取样91.4QS=113.7×=102.6Lπmin101.3101.3=113.7Lπmin91.4未使用过滤器使用过滤器3.3修正流量值使用时测量环境气压和流量计入口气压,根据式(1)和(2)计算修正,这是得到真实流量值好的办法。 结语转子流量计广泛用于气体采样测量。 在转子流量计刻度或检验时的条件是气流稳定、标准大气压和标准温度,而在使用时却不能保证,因而对读数值进行修正是必然的。 金属转子流量计在非标准状态使用条件下用式(1)对其读数值修正可得到真实流量值,对于流量计入口有负压时则用式(2)对其读数值修正可得到真实流量值。 在采样过程中,使用稳流措施是必要的,并且选择脉动气流小的抽气泵和负载能力强的泵电源,也可降低脉动气流,能保证转子流量计在气体采样测量中的准确性。
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①不同型号的1010GCN换能器所适用的管道外径、壁厚和被测介质最低压力等数据是不同的，要确保提供的参数在其适用范围内；另外，管道外径与壁厚比为15：1或更大时性能最佳，小到5：1时测量效果会变差。
②测试中现场提供的温度、压力数据在测量过程中是否稳定，影响到最终的测量精度。根据气体状态方程可以估算出，温度相差1℃，流量测量结果会相差0.3%左右，压力相差0.1
MPa，流量测量结果会相差1.3%左右。
③信噪比大小对测量结果有较大影响，如果信噪比在10:1以下，就无法得到准确测量数据。本次测量现场主要有两种测试环境：一是碳钢管线中脱水后的净化天然气，二是不锈钢管线中含H2S和CO2浓度较高的酸性原料气。在这两种现场测量环境中，碳钢管线净化天然气信噪比可以达到35:1以上，现场最好测量；另外一种测试环境现场信噪比较低。为抑制管道中噪音信号，提高信噪比，需要在测量管道外壁粘贴CC129A型气体耦合剂薄膜。
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