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节流流量传感器应用之路在何方,传感器性能特点

发布时间:2022-12-20 07:30:02 人气:

近十年来,新型节流流量传感器(一种对安装直管段长度要求较短、准确度仍较高的流量仪表),在我国引进、开发、推广应用异常活跃。由于在推广中急功近利,炒作过热,条件尚未成熟,就呼吁大力推广,已造成多起严重事故。如何稳步推广应用新型节流流量传感器,引起了业界的普遍关注。

经典节流流量传感器不再辉煌

经典节流流量传感器应用的历史超过百年,积累了丰富的科研数据使用经验,制定了标准无需标定,可承受恶劣工况,生产成本低,性价比较高。但它也存在不少缺点,如:易于堵塞,压损较大,准确度难以长期维持,特别是根据ISO5167-2003新标准,要维持±0.5~1%的准确度,经典节流流量传感器的前安装直管段长度需30~40D。虽可对在应用中偏离标准的影响进行估算。但这种估算仅仅只是增加计量的不确定度,而无益于准确度的提高。市场迫切需要一种既可耐恶劣工况,价格适中,对安装直管段长度不高又能维持较高准确度的新型节流流量传感器。

新型节流流量传感器的试验方法

差压流量仪表种类可达几十,万变不离其宗,其试验方法都基于能量守恒与质量守恒这两个物理公式,即由于流体流通的横截面积和/或流动通道的变化所引发的差压是流体流速、流体通道和流体特性的函数。

多孔孔板

多孔孔板与经典孔板相比较,*大的特点是:多孔孔板的节流件除了节流还有整流的作用,它解决了工业现场的直管段长度不长又可以达到必要的准确度的矛盾。在直管段长度较短(5~10D)的情况下,仍可达到±1%的准确度,值得关注。

2002年,由美国Ro s emo u n t推出的调整孔板(Conditioning Orifice Plate),首创了这类节流流量传感器,继调整孔板之后,2004年美国A+Flowt ek公司推出了平衡式流量仪表,2007年进入中国;我国某公司于2008年,推出了结构不同于美国A+Flowtek的整流式流量传感器。而测试数据表明,在前直管段仅2D时,准确度可达±1%,为5D时,准确度可达±0.3%,β值建议取0.5~0.65之间。在前直管段长度约30D的条件下,对上述的三种结构进行了流出系数的重复性、不确定度、线性度的测试比较,技术性能难分伯仲。

多孔孔板的计算与孔板类似,主要区别是如何计算β值。首先需算出它的流通面积Aef。

内锥流量传感器

对于内锥流量传感器,流体是通过节流件锥体与管壁形成了具有整流作用的环形通道。这种环形通道节流方式可在确保较高准确度的前提下,对前直管段长度的要求比孔板低得多。美国科罗拉多工程实验室(CEESI)对其进行了测试,数据公布在API MPMS22.2中,测试报告宣称,不仅直管段要求短,而且压损也比孔板低一些。

内锥流量传感器β值的计算,仍需通过流通面积A时来计算当量直径dV。

内锥流量传感器在我国21世纪初期,在缺乏充分研究、测试,没有标准、规程的情况下,而又过热炒作,厂家为追逐利润,忽视质量纷纷仿制;用户不分场合到处滥用,造成多起严重事故。

针对内锥流量传感器的不足,我国近几年相继推出了槽道、内文丘利、梭式等新型节流流量传感器。

槽道流量传感器

由南京优扬公司推出, 节流件为一纺锤体(图1),具有较长的中段,用4个导流片来固定节流件,从力学角度看较内锥安全、可靠。但作为节流件的纺锤体过长,不仅加大了加工成本,也增大了摩阻,压力损失在相同的β值下,约为内锥的2/3。如维持±1%精确度,前直段不得小于5D。

梭式流量传感器

梭式流量传感器尾部可使加速的流体在扩张的通道中,不分离的条件下减速增压,使不可恢复压损降至*小。样机初测表明:β=0.64时,流出系数误差为±0.3%,压损仅为槽道的2/3,内锥的1/3。

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