應(yīng)變靶式流量計(jì)的使用研究
靶式流量計(jì)測量高粘度介質(zhì)流量有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)的靶式流量計(jì)存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈敏度低、量程范圍窄等缺點(diǎn)。新型應(yīng)變靶式流量計(jì)由于采用了新技術(shù)，所以結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高。本文著重介紹了應(yīng)變靶式流量計(jì)的工作原理、安裝調(diào)試要求以及常見故障和處理方法。
在工業(yè)生產(chǎn)中，常常遇到某些粘度較高的介質(zhì)或含有懸浮物及顆粒介質(zhì)的流量測量，如重油、渣油、瀝青等。靶式流量計(jì)是隨著工業(yè)生產(chǎn)迫切需要解決高粘度、低雷諾數(shù)流體的測量而發(fā)展起來的。
1 工作原理
其測量元件是一個(gè)在測量管中心并垂直于流向的被稱為“靶”的圓板[2]。由于流體的流動(dòng)產(chǎn)生了作用于靶板上的力，該力以密封膜片為支點(diǎn)，使副杠桿產(chǎn)生了與流動(dòng)方向相反的一個(gè)力，這個(gè)力作用在傳感器上，再經(jīng)過專用電路轉(zhuǎn)換成 4~20mA DC 標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。
F 為流體作用在靶上的力;K 為系數(shù)，與靶的形狀及雷諾數(shù)有關(guān);Ad為垂直于流速的靶面積;v 為環(huán)形流通面積處的平均流速
由于流體受阻而靶板上受到的作用力和流體速度平方成正比，而流量與速度成正比，因此靶板受到的作用力與流量平方成正比。
2 靶式流量計(jì)的安裝調(diào)試要求
2.1 流量計(jì)的安裝要取得最佳測量效果取決于正確的安裝,首先保證測量管介質(zhì)處于滿管狀態(tài)。
(1)常溫型、低溫型、高溫型流量計(jì)視不同工況采用水平、垂直或倒置式安裝。由于流量計(jì)表頭工作溫度為(- 30~70℃)，所以介質(zhì)工作溫度高于 300℃以上或低于- 70℃時(shí)，應(yīng)對流量計(jì)殼體采取隔熱措施和防凍措施]。
(2)由于靶式流量計(jì)屬于速度式流量計(jì)，為確保流體通過流量計(jì)時(shí)具有穩(wěn)定的流場,必須保證流量計(jì)前后接直線管段(10D~5D)，否則有可能造成測量誤差或波動(dòng)。
(3) 為保證流量計(jì)在檢查及更換時(shí)不影響系統(tǒng)工作，應(yīng)盡量設(shè)置旁通閥(3)及切斷閥(1、2)。
(4)對于新完工的工藝管道，應(yīng)先進(jìn)行初步吹掃后再安裝流量計(jì)。流量計(jì)殼體必須可靠接地，測量管外壁上箭頭所指方向?yàn)楸粶y介質(zhì)流向。
(5)盡管流量計(jì)自身有相當(dāng)?shù)姆雷o(hù)等級,當(dāng)對于安裝在室外的流量計(jì),還是要求對儀表加以相應(yīng)的遮雨及防碰撞措施
2.2 流量計(jì)零點(diǎn)設(shè)置
由于傳感器及陰流件有自重，在流量計(jì)安裝時(shí)不在水平方向產(chǎn)狀況下，需要重新設(shè)置流量計(jì)的零點(diǎn)。也可在管道內(nèi)無介質(zhì)流動(dòng)時(shí)直接置零，高溫型及低溫型流量計(jì)必須使管道內(nèi)溫度達(dá)到作溫度后置零。
3 流量計(jì)常見故障及處理方法
3.1 當(dāng)管道內(nèi)被測介質(zhì)流速為零時(shí)，流量計(jì)示值瞬時(shí)流量值不為零，造成該現(xiàn)象的主要原因有：
(1)安裝前后流量計(jì)水平度不一致，以至靶片和靶桿因傾斜而產(chǎn)生軸向水平分力導(dǎo)致瞬時(shí)流量存在;流量計(jì)長期運(yùn)行，其傳感器內(nèi)部應(yīng)力釋放產(chǎn)生微變;安裝或運(yùn)行過程中，嚴(yán)重過載造成零點(diǎn)飄移;以上三種方式均可參照有關(guān)流量計(jì)清零的步驟和方法處理。
(2)流量計(jì)殼體接地不良：用戶重新接地。
(3)靶片、靶桿與測具之間被雜物卡?。宏P(guān)閉流量計(jì)前后閥門，用工具松開流量計(jì)過度部件與測量管之間的連接螺栓，并輕輕的晃動(dòng)過渡部件或取出，清理雜物后照原樣復(fù)位即可。
3.2 流量計(jì)工作過程中示值出現(xiàn)非正常增大，造成該現(xiàn)象的主要原因有：
(1)靶片以及靶桿上掛有絲狀及帶狀雜物：測量時(shí)若管內(nèi)流體中一些較大雜物纏繞在靶桿上，在有流量的狀態(tài)下容易指示滿量程。為防止流體中較大的雜物纏住靶板(桿)，在泵出口加設(shè)過濾網(wǎng)[4]。
(2)高結(jié)垢條件下，靶片和靶桿產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)垢，使受力元件靶板沿測量管軸線上投影面積增加，即靶片與測量管之間環(huán)形過流面積減少，進(jìn)而在相同流量下，傳感器受力增大，最終導(dǎo)致流量示值非正常增加。具體可通過取下過渡部件，用工具將靶片和靶桿以及測量管內(nèi)壁上的垢物清除即可。
3.3 計(jì)量誤差大，造成該現(xiàn)象的原因很多，其最主要的原因?yàn)橐韵聨追N：
(1)安裝時(shí)流量計(jì)與連接管道相對同心度出現(xiàn)較大錯(cuò)位，密封墊片未同心，從而形成節(jié)流阻件，局部產(chǎn)生渦流，極大影響被測介質(zhì)流態(tài)。需重新調(diào)整安裝狀態(tài)。
(2)流量計(jì)前后直管段太短，并于流量計(jì)前直接安裝了彎頭，閥門等極大干擾被測介質(zhì)流態(tài)部件。應(yīng)參照使用說明書要求進(jìn)行安裝或?qū)α髁坑?jì)進(jìn)行實(shí)地實(shí)流標(biāo)定。
(3)旁通管道泄漏。應(yīng)及時(shí)檢查及更換旁通管路。
3.4 流量計(jì)無示值或無發(fā)信號，其原因主要有以下四種。
(1) 電源接觸不良或脫落。對于自帶電池的流量計(jì)，檢查電池是否裝穩(wěn)，觸點(diǎn)是否良好，以及電池是否有電;對于外接電源，應(yīng)檢查連接導(dǎo)線之間連接是否完好，導(dǎo)線是否導(dǎo)通，外供電源是否正常。
(2)流量計(jì)電路損壞、顯示屏損壞、用戶信息接收系統(tǒng)故障。一般情況下，這種故障應(yīng)及時(shí)返廠修理或更換。
3.5 流量計(jì)運(yùn)行過程中示值一直為零，此種現(xiàn)象主要原因有：
(1)受力元件(靶片)脫落，導(dǎo)致傳感器無力感應(yīng)。應(yīng)裝配相同規(guī)格的靶片。
(2)流量計(jì)傳感器無電壓輸出信號。應(yīng)判斷傳感器是否損壞，看傳感器數(shù)據(jù)有無變化，若數(shù)據(jù)始終不變，應(yīng)及時(shí)更換傳感器。
(3) 被測介質(zhì)流量太小，低于流量計(jì)的最小刻度流量。應(yīng)返廠重新更換受力元件。
4 結(jié)束語
應(yīng)變靶式流量計(jì)不僅具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，測量范圍廣等特點(diǎn)，還可解決困難的流量測量問題，如測量含有雜質(zhì)(微粒)之類的臟污流體污水、高溫渣油、漿液、燒堿液，瀝青等。它可以彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置難以應(yīng)用的場合，如小口徑蒸汽流量測量等.由于采用了應(yīng)變電橋和開方電路，減小了環(huán)境溫度變化的影響和非線性誤差，而開方電路的非線性校正，使得測量系統(tǒng)的測量誤差減小。