一体化智能孔板流量计的探讨

一体化智能孔板流量计的探讨
        差压式流量计是一种历史悠久、用量很大的流量计。但传统的差压流量计需要由节流装置、引压管线、差压变送器、流量积算仪组成一个完整的流量测量系统。对于气体流量的测量还需要配置压力变送器、温度变送器进行温压补偿。对于大部分用户来说，选购合适量程的仪表成了麻烦的事情，况且安装时节流装置与差压变送器之间引压管线为薄弱环节，易产生泄漏、堵塞、冻结及信号失真等故障。随着流量仪表工业的迅速发展，针对用户的要求，不少厂家将节流装置和差压变送器做成一体，缩短较长的引压管线，减少故障率，改善动态特性，方便安装使用，受到用户的欢迎。在一体化直接安装的基础上，通过增加温度传感器、压力传感器，实现了差压、温度、压力的实时信号采集、处理、运算、显示、4-20mA电流输出、.. HART协议通讯等功能，逐步形成了一体化智能差压流量计。..
       1、 测量原理
充满管道的流体流经节流件时，流束将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后形成了压强差。在测量条件相同的情况下，流体流量越大，产生的压强差越大，这样可依据差压来衡量流量的大小。这种测量方法是以流体连续性方程（质量守恒定律）和伯努力方程（能量守恒定律）为基础的。
       2、 设计思想
        由于标准节流装置有成熟的理论基础，只要严格按照ISO5167 —1991、GB/T2624 —93设计、加工就毋须实流标定。近年来，支持GB/T2624 —93《流量测量节流装置设计计算及管理软件》已广泛应用，采用专业的计算软件就能比较容易的根据用户现场技术参数设计计算。设计一体化智能差压流量计时，温度传感器和压力传感器的安装位置的选取也非常重要，既要精确测量，反映出被测介质的真实状态，又不能影响流场的稳定性。根据经验，我们一般将温度传感器安装孔设计在节流件下游侧，将压力传感器取压孔设计在节流件上游侧。对于压缩空气、天燃气等测量介质，温度和压力的检测比较容易实现。对于饱和蒸汽，由于其在一定范围内温度或压力只需要检测一个物理量就可以推算出它的密度，所以利用一体化智能孔板流量计间接测量饱和蒸汽的质量流量时，采用压力或温度补偿的方式都是可行的，但在实际应用中却发现采用温度补偿的方式，仪表适应能力更强一些，一是常用的压力传感器工作温度在-20℃.. ~ 80℃，不能直接和蒸汽接触，二是压力传感器量程选择不恰当时易过压损坏。对于过热蒸汽，在一定范围内它的密度是关于温度和压力的二元函数，所以一体化智能孔板流量计需通过配置温度传感器和压力传感器来实现对过热蒸汽的质量流量测量。对于饱和蒸汽和过热蒸汽的测量，一体化智能孔板流量计的机械结构设计与测量压缩空气、天燃气的结构方式是有所区别的，由于常用的电容式差压传感器允许温度范围为-40℃.. ~ 104℃，而对于饱和蒸汽和过热蒸汽来说，其温度值远远高于差压传感器的温度极限值，蒸汽是不能直接和传感器接触的，必须增加冷凝圈或冷凝罐，利用冷凝水使高温介质和传感器隔离，以冷凝水传递压强的方式，既能正确测量，又不损坏元件。
        3 、现场应用情况
        一体化智能孔板流量计继承了传统孔板流量计的优点，用户熟悉、放心；一体化的结构设计，安装、维护方便；合理的算法体现了智能化的特点。该产品现已广泛应用在水、压缩空气，天然气、饱和蒸汽的测量领域。由于其简易的安装方式，完善的工作原理，较高的测量精度正受到越来越多的用户青睐。