气体超声波流量计技术

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6、在使用过程中，当气体流量突然改变时，须通过热量的传送，管内温度重新分布，所以输出讯号的重新稳定需要一定的时间。为了能减小这种滞后现象，制造厂常在仪表的电气线路中加设微分网络，以使输出讯号快速反应。这在与其他仪表配合作流量自控时尤为必要。
7、由于这类气体流量计必须在气体比热相对稳定的情况下才能进行正常工作所以凡是气体成分不稳定、气体中央带雾沫以及工作条件逼近气体的液化临界区等情况由于比热值很不稳定，均不宜使用这种仪表。如乙烯液化的临界点是50kg/cm2、9.9℃，在测试时发现压力超过30kg/cm2时，仪表读数就开始失稳了。
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图1传感器结构示意图
当流体流速为零，即当流体处于静止状态时，表面附近的流线场及主要由此产生的温度场相对于热源呈对称分布。由于结构上的对称性，通过基片热传导进行的热交换相对于热源始终是对称的。此时感温芯片的铂电阻温度满足TS1=TS2，即温差：δT21=TS2-TS1=0。
当流体流动时，流体和铂电阻之间主要为对流换热，由于局部对流换热系数的不同，基片表面附近的流线场及相应的温度场相对于中心热源的分布发生变化，导致倾向性的不对称分布。根据热边界层理论，可知，此时上游温度检测芯片表面冷却速率高于下游芯片表面，即铂电阻S1的换热系数大于S2是换热系数，所以TS2＞TS1，温差温度差：δT21=TS2-TS1＞0。
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气体质量流量计是基于热扩散原理的流量仪表。即是利用流体流过发物体时，发热物体的热量散失多少与流体的流量成一定比例关系。具体来说，该流量计的传感器有两只标准的RTD,一只用来做热源，一只用来测量流体温度，流体经过时，两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系，该仪表就可以把这种关系转换为测量流量信号的线性输出。
利用热扩散原理制造的流量计有两种设计方法：一是基于恒温差原理；二是基于恒功率原理，基于共同的数据模型：P/?T=A+B(Q)N。其中：P---耗散功率，?T---两个传感器之间的温差，Q---质量流量，N---指数系数，A,B是与气体的热性能有关的系数。
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摘要：简要分析了非标刻度气体转子流量计的流量换算问题，研究了气体转子流量计的使用原理和应用情况可知，转子在垂直锥形管中，并且随着流量的变化而升降。同时，详细阐述了非标刻度气体转子流量计的流量换算要素，其中主要有标况流量，转子流量传感器流出系数标定，应用分析等，以期为相关工作者提供一定的理论依据。
1流量换算概述 气体转子流量计是将某种气体当作介质，按照某一状态下的标况刻度的。如果被测介质与实际工况、刻度时的介质工作状态一致，那么，转子流量计输出的刻度就是实际流量，这种情况就不需要对其进行换算。但是，在实际测量过程中，因为气体介质或者相应的工作状态、刻度时之间存在一定的差异，所以，转子在测量管中相同位置代表的流量值和刻度时也是不同的。要想正确运用气体流量计，就一定要了解它们之间的换算关系。 在实际范围内，一般情况下，气体转子流量计是将空气作为介质，在标准状态下、标况体积流量下进行刻度的。在世界范围内，对于标准定义有2种，我国采用的是101.325kPa、20e（20℃），国外采的是101.325kPa、0e（0℃）。鉴于这种情况，在《转子流量计检定规程》中详细说明了流量换算方式。在这种情况下对气体流量计进行刻度，并不是根据以上标准进行的。例如，刻度的介质并不是空气，刻度状态并不是标准状态，将用户实际测量的气体集合实际工况下的标况体积流量实施刻度，有时利用一种气体介质实施刻度，但是，在实际的使用过程中，所使用的气体却是另一种，例如氮气或者氧气等。 2气体转子流量计的使用原理及应用 在使用转子流量计的过程中，转子在垂直锥形管中，并且随着流量的变化而升降，其流通面积有了一定的改变，所以，测量体积的仪表也变成了浮子流量计。气体转子流量计基本工作流程可以通过式（1）表示： 式（1）中：Q为气体体积流量。 在使用气体转子流量计的过程中，当流量发生变化时，浮子可能会在垂直的锥形管内上下浮动。这时，椎管与浮子之间形成的环形流通面积便会发生一定的变化，即基于这一原理实现对流量的测量。因为这种仪表的机械结构较为简单，加工也十分边界，工作较为稳定，具备较高的可靠性，所以，在其使用过程中，损失的压力也比较小，非常重要的是其可以测量低雷诺书小流量介质，或者被广泛应用于自动控制系统中。椎管转子流量计是由一个锥形管和一个可以在锥形管中上下浮动的转子构成的，其结构如图1所示。 在底部一般与垂直管段的法兰连接，这些流体从上往下的流过计量器，这时转子会上下运动。如果管中的流体是自下而上的，当流过转子和锥管时，流体便会被转子截流，转子上游与下游之间承受的压力会有所不同，转子上截面和下截面会产生一定的压力差。这时的转子会受到流体为转子带来的压力、转子在流体中承受的浮力和重力3种压力。 3非标刻度气体转子流量计的流量换算 3.1标况流量 在分析其适应性时，假定气体转子流量计是将某种气体作为介质的，按照某种状态下的标况体积流量来确定，那么，仪表输出则是刻度状态下的标况流量，其公式为： 式（2）中：Qcn为刻度气体在刻度装填下的标况流量，Nm3/h；Qc为刻度气体在刻度状态下的工况流量，m3/h；Pc为刻度状态下产生的绝对压力，kPa；Pn为标准状态下所存在的绝对压力，101.325kPa；TC为刻度状态下的绝对温度；TN为标准状态下的绝对温度。 3.2转子流量传感器流出系数标定 通过相应的推导，详细分析了转子的第二次节流造成的能量变化黏滞阻力能量损耗问题，同时，在流量系数中添加了损耗节流黏滞阻力能的系数。推导出的流量方程充分考虑了工作机理和工作特性，通过转子流量器数学模型推导出来的结果的正确性得到了有效的提升，但是，分析其在实际中的应用问题，利用数学模型计算出来的黏滞压力损失系数K不是十分标准。一般情况下，K值是通过实流标定实验方法得到的，因此，不单独计算这一损失系数。为了使转子流量器数学模型中位置参数的个数保持稳定，主要是将节流黏滞阻力压力带来的损失影响归入到留出系数并体现出来，采取这样的方式就能减少未知数的个数。通过实流实验，利用测得的流量和浮子所产生的高度可以确定流量方程中仅有的一个未知数，这一未知数也就是留出系数，同时，还能获取流量和转子的高度所一一对应的转子流量传感器所对应的流量方程。 3.3应用分析 某进口气体转子流量计是将二氧化氮作为介质的，其按照800kPa和50℃刻度状态下的标况体积流量QCN0对其进行相应的度量。现在测量氮气在工作装填下（P，T）标况（101.325kPa、20e）的流量QN20。这里所指的刻度状态是：PC＝（800＋1011325）kPa；TC＝50＋273115K。 4结束语 总而言之，非标刻度气体转子流量计的流量换算工程看似简单，但在实际应用过程中，需要详细分析各项相关因素，并分析使用过程中的各种影像因素，从而得出精准的结果。
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涡轮流量计在安装方式上可以是水平、倾斜、垂直安装，随安装方式的不同，其流量特性曲线有所变化。若要想获得高精度的测量，必须采用水平安装。如果一定要采用垂直安装则应用垂直安装方式对涡轮流量计重新校验，并重新设定仪表系数。
4.维修和校验应注意的问题
涡轮流量计的故障大多是涡轮轴承磨损和叶轮被卡住，这类故障用户只需更换轴承或清除叶轮上的杂物即可解决，但是涡轮流量计是装配严密的精密仪表,更换配件或重新装配后都会引起仪表系数的变化,因此为保证测量的精度在更换配件或重新装配后都应重新校验并更改仪表系数.注意校验所用流体介质必须和测量的介质为同一介质或粘度相近的介质。
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根据双纽线原理，出现了增压器、内燃机等专用空气流量计，尤其是HOMKOM空气流量计，双纽线流量计最大的优点有三，一个就是无负载，没有节流阻件，测量更准确；第二，传感器是安装在进风口，法兰或卡箍连接方式，安装方便；第三，此流量计为质量流量计，输出是质量流量值，更直观。(1)气体涡轮流量计能够检测介质的温度与压力，井随之进行自动补偿和压缩因子自动修正。它还可直接检测气体的标准体积或饱和蒸汽的质量流量。
(2)气体涡轮流量计采用先进的微机技术与高性能的集成芯片，利用先进的微功耗高新技术，整机功耗低。该流量计既可凭内电池长期供电运行，又可由外电源供电运行。
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新密热式气体质量流量计功率多少
西安欧派克自动化仪表有限公司是一家位于西安市高新技术产业开发区，是国内早从事流量仪表、液位仪表、压力仪表、仪表阀、温度仪表系列产品的研发、设计、制造的品牌厂家之一。
该厂拥有国内一流的仪表生产基地，公司占地面积4800多平方米，标准化厂房3500平方米，是目前国内较大仪表生产基地。
插入式气体质量流量计的应用：适用于管径大于DN80以上气体流量测量，本仪表具有精度高、重复性好、可靠性高、量程比宽、响应快、安装使用简单方便、基本免维护、几乎无压损、管径的大小对仪表的价格影响非常小等特点，在气体的测量领域应用越来越广泛。特别是采用了带球阀安装的设计后，打破了现场安装气体流量计就必须停气的历史，极大地方便了用户的使用。
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