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輸出信號(hào)特性
輸出信號(hào)往往左右儀表的選擇。流量?jī)x表的信號(hào)輸出和顯示歸納為:①流量(體積流量或質(zhì)量流量);②總量;②平均流速;④點(diǎn)流速。
有些儀表輸出電流(或電壓)模擬量,另一些輸出脈沖量。模擬量輸出一般認(rèn)為適合于過(guò)程控制,易于和調(diào)節(jié)閥等控制回路單元接配;脈沖量輸出適用于總量和高精度測(cè)量流量。長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸脈沖量輸出比模擬量輸出有較高傳送準(zhǔn)確度。輸出信號(hào)的方式和幅值還應(yīng)有與其它設(shè)備相適應(yīng)的能力,如控制接口、數(shù)據(jù)記錄器、報(bào)警裝置、斷路保護(hù)回路和數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)等。
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響應(yīng)時(shí)間
應(yīng)用于脈動(dòng)流動(dòng)場(chǎng)所應(yīng)注意儀表對(duì)流動(dòng)階躍變化的響應(yīng)。有些使用場(chǎng)所要求儀表輸出跟隨流動(dòng)變化,而另一些為獲得綜合平均只要求有較慢響應(yīng)的輸出。瞬態(tài)響應(yīng)常以時(shí)間常數(shù)或響應(yīng)頻率表示,其值前者從幾毫秒到幾秒,后者在數(shù)百赫茲以下,配用顯示儀表可能相當(dāng)大地延長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間。儀表的流量上升和下降動(dòng)態(tài)響應(yīng)不對(duì)稱(chēng)會(huì)急劇增加測(cè)量誤差。
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可維護(hù)性
當(dāng)實(shí)際工況與設(shè)計(jì)選型差距巨大或儀表發(fā)生故障時(shí),有沒(méi)有手段就地維修和修正應(yīng)該得到重視,因?yàn)榱髁績(jī)x表一旦安裝再拆下維護(hù)會(huì)很麻煩而且需要時(shí)間。在這方面表現(xiàn)最好的是差壓式測(cè)量方法,因?yàn)槠渑c流體接觸元件為免維護(hù)不動(dòng)件,測(cè)量用電氣元件為可拆可調(diào)的通用差壓變送器。所以差壓式測(cè)量方式的正常運(yùn)轉(zhuǎn)率最高,據(jù)統(tǒng)計(jì)在全球差壓節(jié)流式測(cè)量方式占所有測(cè)量方式的45%以上。
二、流體特性方面的考慮
1
流體溫度和壓力
必須界定流體的工作溫度和壓力,特別在測(cè)量氣體時(shí)溫度壓力造成過(guò)大的密度變化,可能要改變所選擇的測(cè)量方法。如溫度或壓力變化造成較大流動(dòng)特性變化而影響測(cè)量性能時(shí),要作溫度和(或)壓力修正。
2
密度
大部分液體應(yīng)用場(chǎng)合,液體密度相對(duì)穩(wěn)定,除非密度發(fā)生較大變化,一般不需要修正。
在氣體應(yīng)用場(chǎng)合,某些儀表的范圍度和線(xiàn)性度取決于密度。低密度氣體對(duì)某些測(cè)量方法,例如利用氣體動(dòng)量推動(dòng)檢測(cè)元件(如渦輪)工作的儀表呈現(xiàn)困難。
3
粘度和潤(rùn)滑性
有些儀表性能隨著雷諾數(shù)而變,而雷諾數(shù)又與粘度有關(guān)。在評(píng)估儀表適應(yīng)性時(shí),要掌握液體的溫度-粘度特性。氣體與液體不同,其粘度不會(huì)因溫度和壓力變化而顯著地變化,其值一般較低,除氫氣外各種氣體粘度差別較小。因此確切的氣體粘度并不像液體那樣重要。
粘度對(duì)不同類(lèi)型流量?jī)x表范圍度影響趨勢(shì)各異,例如對(duì)大部分容積式儀表粘度增加范圍度增大,渦輪式和渦街式則相反,粘度增加范圍度縮小。
潤(rùn)滑性是不易評(píng)價(jià)的物性。潤(rùn)滑性對(duì)有活動(dòng)測(cè)量元件的儀表非常重要,潤(rùn)滑性差會(huì)縮短軸承壽命,軸承工況又影響儀表運(yùn)行性能和范圍度。
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化學(xué)腐蝕和結(jié)垢
流體的化學(xué)性有時(shí)成為選擇測(cè)量方法和儀表的決定因素。流體腐蝕儀表接觸件,表面結(jié)垢或析出結(jié)晶,均將降低使用性能和壽命。儀表制造廠為此常提供變型產(chǎn)品,例如開(kāi)發(fā)防腐型、加保溫套防止析出結(jié)晶,裝置除垢器等防范措施。
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壓縮系數(shù)和其它參量
測(cè)量氣體需要知道壓縮系數(shù),按工況下壓力溫度求取密度。若氣體成分變動(dòng)或工作接近超臨界區(qū),則只能在線(xiàn)測(cè)量密度。
某些測(cè)量方法要考慮流體特性參量,如熱式流量計(jì)的熱傳導(dǎo)和比熱容,電磁流量計(jì)的液體電導(dǎo)率。
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多相和多組分流
測(cè)量多相和多組分流動(dòng)應(yīng)十分謹(jǐn)慎對(duì)待。經(jīng)驗(yàn)表明,單相通用流量?jī)x表用于多組分或多相流體,測(cè)量性能會(huì)改變(或大幅度改變)。
單工質(zhì)流體有時(shí)也會(huì)呈現(xiàn)雙相,例如濕蒸汽中水微粒隨著蒸汽流動(dòng),環(huán)境溫度或介質(zhì)壓力偏離原定狀態(tài),儀表就可能不適應(yīng)。
測(cè)量?jī)煞N或兩種以上不相溶液體匯流混合液流量時(shí),應(yīng)注意存在流速不均勻,使流動(dòng)成為分層或塊狀流等帶來(lái)的問(wèn)題。
測(cè)量液固雙相流時(shí)要了解固相含量、粒子大小和固體性質(zhì)以及流動(dòng)狀況(懸浮流、管底流、動(dòng)床流還是淤積流?)
測(cè)量氣液雙相流時(shí)盡可能采用分離后分相測(cè)量,以保證獲得最小測(cè)量不確定度,然而對(duì)有些場(chǎng)合這種方法不切實(shí)可行或不符合要求。
三、安裝方面的考慮
不同原理的測(cè)量方法對(duì)安裝要求差異很大。例如上游直管段長(zhǎng)度,差壓式和渦街式需要較長(zhǎng),而容積式浮子式無(wú)要求或要求很低。
1
管道布置和儀表安裝方向
有些儀表水平安裝或垂直安裝在測(cè)量性能會(huì)有差別。儀表安裝有時(shí)還取決于流體物性,如漿液在水平位置可能沉淀固體顆粒。
2
流動(dòng)方向
有些流量?jī)x表只能單向工作,反向流動(dòng)會(huì)損壞儀表。使用這類(lèi)儀表應(yīng)注意在誤操作條件下是否可能產(chǎn)生反向流,必要時(shí)裝逆止閥保護(hù)之。能雙向工作的儀表,正向和反向之間測(cè)量性能亦可能有些差異。
3
上游和下游管道工程
大部分流量?jī)x表或多或少受進(jìn)口流動(dòng)狀況的影響,必須保證有良好流動(dòng)狀況。上游管道布置和阻流件會(huì)引入流動(dòng)擾動(dòng),例如二個(gè)(或二個(gè)以上)空間彎管引起漩渦,閥門(mén)等局部阻流件引起流速分布畸變。這些影響能夠以適當(dāng)長(zhǎng)度上游直管或安裝流動(dòng)調(diào)整器予以改善。
除考慮緊接儀表前的管配件外,還應(yīng)注意更往上游若干管道配件的組合,因?yàn)樗鼈兛赡苁钱a(chǎn)生與最接近配件擾動(dòng)不同的擾動(dòng) 源。盡可能拉開(kāi)各擾動(dòng)產(chǎn)生件的距離以減少影響,不要靠近連接在一起,象常??吹絾螐澒芎缶o接部分開(kāi)啟的閥。儀表下游也要有一小段直管以減小影響。氣穴和凝結(jié)常是不良管道布置所引起的,應(yīng)避免管道直徑上或方向上的急劇改變。管道布置不良還會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)。