【關(guān)鍵詞】： 流量計(jì)
【論文摘要】：靶式流量計(jì)是差壓流量計(jì)的一個(gè)品種，它在工業(yè)上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。我國(guó)于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)電動(dòng)、氣動(dòng)靶式流量變送器它是電動(dòng)、氣動(dòng)單元組合儀表的檢測(cè)儀表。由于當(dāng)時(shí)力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機(jī)構(gòu)，這種流量計(jì)使用時(shí)不免帶來(lái)力平衡機(jī)構(gòu)本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測(cè)量精確度低，杠桿機(jī)構(gòu)可靠性差等。由于力平衡機(jī)構(gòu)性能不佳的拖累，靶式流量計(jì)本身的許多優(yōu)點(diǎn)亦未能得到有效的發(fā)揮，至今用戶(hù)對(duì)舊靶式流量計(jì)的不良印象仍未消除。
一、 概述
靶式流量計(jì)是差壓流量計(jì)的一個(gè)品種，它在工業(yè)上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。我國(guó)于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)電動(dòng)、氣動(dòng)靶式流量變送器它是電動(dòng)、氣動(dòng)單元組合儀表的檢測(cè)儀表。由于當(dāng)時(shí)力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機(jī)構(gòu)，這種流量計(jì)使用時(shí)不免帶來(lái)力平衡機(jī)構(gòu)本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測(cè)量精確度低，杠桿機(jī)構(gòu)可靠性差等。由于力平衡機(jī)構(gòu)性能不佳的拖累，靶式流量計(jì)本身的許多優(yōu)點(diǎn)亦未能得到有效的發(fā)揮，至今用戶(hù)對(duì)舊靶式流量計(jì)的不良印象仍未消除。
新型靶式流量計(jì)的力轉(zhuǎn)換器采用應(yīng)變式力轉(zhuǎn)換器，它完全消除了上述力平衡機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，新型靶式流量計(jì)還把微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到信號(hào)轉(zhuǎn)換器和顯示部分，流量計(jì)具有一系列優(yōu)點(diǎn)，相信今后在眾多流量計(jì)中發(fā)揮重要的作用。
二、 原理和結(jié)構(gòu)
1、工作原理
靶式流量計(jì)的原理簡(jiǎn)圖如圖1所示。
在測(cè)量管（儀表表體）中心同軸放置一塊園形靶板，當(dāng)流體沖擊靶板時(shí)，靶板上受到一個(gè)力F，它與流速V，介質(zhì)密度ρ和靶板受力面積A之間關(guān)系式如式（1）所示。
式中 F ——靶板上受的力，N；
CD ——阻力系數(shù)；
ρ——流體密度，kg/m3；
V——流體流速，m/s；
A——靶板受力面積，m2。
經(jīng)推導(dǎo)與換算，得流量計(jì)算式如下：
式中 qm，qv——分別為質(zhì)量流量和體積流量，kg/h，m3/h；
α——流量系數(shù)；
D ——測(cè)量管內(nèi)徑，mm；
β ——直徑比，β＝d/D；
d——靶板直徑，mm。
其余符號(hào)同上。
靶板受力經(jīng)力轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)前置放大，AD轉(zhuǎn)換及計(jì)算機(jī)處理后，可得到相應(yīng)的流量和總量。如圖1所示。
圖2 靶式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2、結(jié)構(gòu)形式
靶式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示
它由檢測(cè)裝置，力轉(zhuǎn)換器，信號(hào)處理和顯示儀幾部分組成。檢測(cè)裝置包括測(cè)量管和靶板，力轉(zhuǎn)換器為應(yīng)變計(jì)式傳感器，信號(hào)處理和顯示儀可以就地直讀顯示或遠(yuǎn)距標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)取?
靶式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式可分為管道式，夾裝式和插入式等，各類(lèi)結(jié)構(gòu)形式還可分為一體式和分離式二種。一體式為現(xiàn)場(chǎng)直讀顯示，而分離式則把數(shù)碼顯示儀與檢測(cè)裝置分離（一般不超過(guò)100m）。
三、 流量計(jì)主要特點(diǎn)
1、感測(cè)件為無(wú)可動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固；
2、應(yīng)用范圍和適應(yīng)性很廣泛，一般工業(yè)過(guò)程中的流體介質(zhì)，包括液、氣和蒸汽，口徑范圍（DN15以上），各種工作狀態(tài)（高、低溫，常壓、高壓）皆可應(yīng)用，可以說(shuō)其應(yīng)用范圍可與孔板流量計(jì)相比美。
3、準(zhǔn)確度高，總量測(cè)量可達(dá)0.2%R；
4、范圍度寬，4：1～15：1至30：1；
5、可解決困難的流量測(cè)量問(wèn)題，如測(cè)量含有雜質(zhì)（微粒）之類(lèi)的臟污流體；原油、污水、高溫渣油、漿液、燒堿液，瀝青等；
6、靈敏度高，能測(cè)量微小流量，流速可低至0.08m/s；
7、用于小口徑(DN15～DN50)，低雷諾數(shù)(Red=103～5×103)的流體，它可以彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置難以應(yīng)用的場(chǎng)合，如小口徑蒸汽流量測(cè)量等；
8、可適應(yīng)高參數(shù)流體的測(cè)量，壓力高達(dá)數(shù)十MPa，溫度達(dá)450℃；
9、可用于雙向流動(dòng)流體的測(cè)量；
10、壓力損失較低，約為標(biāo)準(zhǔn)孔板的一半；
11、抗上游阻流件干擾能力強(qiáng)，上游側(cè)直管段長(zhǎng)度一般5～10D即可；
12、可采取干式（掛重法）校驗(yàn)，給用戶(hù)周期校驗(yàn)帶來(lái)方便； 13、直讀式儀表無(wú)需外能源，清晰明了，操作簡(jiǎn)便，亦可輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（脈沖頻率或電流信號(hào)）；
14、儀表性能價(jià)格比高，為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的流量計(jì)；
15、安裝簡(jiǎn)單方便，易維護(hù)。
四、 選用考慮要點(diǎn)
1、新型應(yīng)變式靶式流量計(jì)在總體性能上既具有孔板等流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，使用可靠，使用期限長(zhǎng)，又具有容積式流量計(jì)等總量計(jì)量精度高，重復(fù)性好等特點(diǎn)，而且性能價(jià)格比高，維修使用簡(jiǎn)便，是一類(lèi)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的流量計(jì)；
2、國(guó)產(chǎn)SBL型應(yīng)變式靶式流量計(jì)既適用于過(guò)程工業(yè)控制系統(tǒng)，亦可用于能源（水，天然氣，蒸汽，油品等）的貿(mào)易結(jié)算計(jì)量，其主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
被測(cè)介質(zhì) 液體、氣體、蒸汽
公稱(chēng)通徑DN mm管道式15～300夾裝式15～600插入式150～1500
公稱(chēng)壓力MPa 0.6 ～ 10 0.6 ～ 42 0.6 ～ 42
介質(zhì)溫度0C -40 ～ +80 ； +80 ～+450
準(zhǔn)確度 ±0.2% ± 0.5% ± 1.0% ± 1.5%
范圍度 3：1 5： 1 10：1 10：1（氣體）
重復(fù)性 0.1% ～0.08%
供電電源機(jī)內(nèi)自備鋰電池（3.6），外電源12 ～24
輸出形式 現(xiàn)場(chǎng)顯示，4 ～20，脈沖 0～10
測(cè)量管材料 ZG45, OCY18Niq 或按用戶(hù)要求提供
防爆標(biāo)志 本安型(iaBT4)， 隔爆型(act6)
防護(hù)等級(jí) IP 65--
SBL型靶式流量計(jì)技術(shù)參數(shù)簡(jiǎn)表一
3、由表1可見(jiàn)，流量計(jì)準(zhǔn)確度與測(cè)量的范圍度是密切相關(guān)的，同一通徑的流量計(jì)，準(zhǔn)確度愈高，則范圍度愈小，表2所示為在各種流體中，它們之間的關(guān)系。
范圍度 ±0.2% ±0.5% ± 1% ±1.5% ±2.5%
液體 3 5 10
氣體 15 20
蒸汽 10 10
SBL型靶式流量計(jì)技術(shù)參數(shù)簡(jiǎn)表二
注；范圍度：最大流量與最小流量的比值。
4、流量計(jì)的選型
1）確切了解測(cè)量對(duì)象的實(shí)際參數(shù)，包括流體名稱(chēng)（組分），流量范圍（最大、最小和常用流量），流體工作壓力，溫度，工作狀態(tài)下密度，粘度，安裝處管道內(nèi)徑，允許的壓力損失等。
2）進(jìn)行輔助計(jì)算。
【論文摘要】：靶式流量計(jì)是差壓流量計(jì)的一個(gè)品種，它在工業(yè)上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。我國(guó)于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)電動(dòng)、氣動(dòng)靶式流量變送器它是電動(dòng)、氣動(dòng)單元組合儀表的檢測(cè)儀表。由于當(dāng)時(shí)力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機(jī)構(gòu)，這種流量計(jì)使用時(shí)不免帶來(lái)力平衡機(jī)構(gòu)本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測(cè)量精確度低，杠桿機(jī)構(gòu)可靠性差等。由于力平衡機(jī)構(gòu)性能不佳的拖累，靶式流量計(jì)本身的許多優(yōu)點(diǎn)亦未能得到有效的發(fā)揮，至今用戶(hù)對(duì)舊靶式流量計(jì)的不良印象仍未消除。
一、 概述
靶式流量計(jì)是差壓流量計(jì)的一個(gè)品種，它在工業(yè)上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。我國(guó)于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)電動(dòng)、氣動(dòng)靶式流量變送器它是電動(dòng)、氣動(dòng)單元組合儀表的檢測(cè)儀表。由于當(dāng)時(shí)力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機(jī)構(gòu)，這種流量計(jì)使用時(shí)不免帶來(lái)力平衡機(jī)構(gòu)本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測(cè)量精確度低，杠桿機(jī)構(gòu)可靠性差等。由于力平衡機(jī)構(gòu)性能不佳的拖累，靶式流量計(jì)本身的許多優(yōu)點(diǎn)亦未能得到有效的發(fā)揮，至今用戶(hù)對(duì)舊靶式流量計(jì)的不良印象仍未消除。
新型靶式流量計(jì)的力轉(zhuǎn)換器采用應(yīng)變式力轉(zhuǎn)換器，它完全消除了上述力平衡機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，新型靶式流量計(jì)還把微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到信號(hào)轉(zhuǎn)換器和顯示部分，流量計(jì)具有一系列優(yōu)點(diǎn)，相信今后在眾多流量計(jì)中發(fā)揮重要的作用。
二、 原理和結(jié)構(gòu)
1、工作原理
靶式流量計(jì)的原理簡(jiǎn)圖如圖1所示。
在測(cè)量管（儀表表體）中心同軸放置一塊園形靶板，當(dāng)流體沖擊靶板時(shí)，靶板上受到一個(gè)力F，它與流速V，介質(zhì)密度ρ和靶板受力面積A之間關(guān)系式如式（1）所示。
式中 F ——靶板上受的力，N；
CD ——阻力系數(shù)；
ρ——流體密度，kg/m3；
V——流體流速，m/s；
A——靶板受力面積，m2。
經(jīng)推導(dǎo)與換算，得流量計(jì)算式如下：
式中 qm，qv——分別為質(zhì)量流量和體積流量，kg/h，m3/h；
α——流量系數(shù)；
D ——測(cè)量管內(nèi)徑，mm；
β ——直徑比，β＝d/D；
d——靶板直徑，mm。
其余符號(hào)同上。
靶板受力經(jīng)力轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)前置放大，AD轉(zhuǎn)換及計(jì)算機(jī)處理后，可得到相應(yīng)的流量和總量。如圖1所示。
圖2 靶式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2、結(jié)構(gòu)形式
靶式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示
它由檢測(cè)裝置，力轉(zhuǎn)換器，信號(hào)處理和顯示儀幾部分組成。檢測(cè)裝置包括測(cè)量管和靶板，力轉(zhuǎn)換器為應(yīng)變計(jì)式傳感器，信號(hào)處理和顯示儀可以就地直讀顯示或遠(yuǎn)距標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)取?
靶式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式可分為管道式，夾裝式和插入式等，各類(lèi)結(jié)構(gòu)形式還可分為一體式和分離式二種。一體式為現(xiàn)場(chǎng)直讀顯示，而分離式則把數(shù)碼顯示儀與檢測(cè)裝置分離（一般不超過(guò)100m）。
三、 流量計(jì)主要特點(diǎn)
1、感測(cè)件為無(wú)可動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固；
2、應(yīng)用范圍和適應(yīng)性很廣泛，一般工業(yè)過(guò)程中的流體介質(zhì)，包括液、氣和蒸汽，口徑范圍（DN15以上），各種工作狀態(tài)（高、低溫，常壓、高壓）皆可應(yīng)用，可以說(shuō)其應(yīng)用范圍可與孔板流量計(jì)相比美。
3、準(zhǔn)確度高，總量測(cè)量可達(dá)0.2%R；
4、范圍度寬，4：1～15：1至30：1；
5、可解決困難的流量測(cè)量問(wèn)題，如測(cè)量含有雜質(zhì)（微粒）之類(lèi)的臟污流體；原油、污水、高溫渣油、漿液、燒堿液，瀝青等；
6、靈敏度高，能測(cè)量微小流量，流速可低至0.08m/s；
7、用于小口徑(DN15～DN50)，低雷諾數(shù)(Red=103～5×103)的流體，它可以彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置難以應(yīng)用的場(chǎng)合，如小口徑蒸汽流量測(cè)量等；
8、可適應(yīng)高參數(shù)流體的測(cè)量，壓力高達(dá)數(shù)十MPa，溫度達(dá)450℃；
9、可用于雙向流動(dòng)流體的測(cè)量；
10、壓力損失較低，約為標(biāo)準(zhǔn)孔板的一半；
11、抗上游阻流件干擾能力強(qiáng)，上游側(cè)直管段長(zhǎng)度一般5～10D即可；
12、可采取干式（掛重法）校驗(yàn)，給用戶(hù)周期校驗(yàn)帶來(lái)方便； 13、直讀式儀表無(wú)需外能源，清晰明了，操作簡(jiǎn)便，亦可輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（脈沖頻率或電流信號(hào)）；
14、儀表性能價(jià)格比高，為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的流量計(jì)；
15、安裝簡(jiǎn)單方便，易維護(hù)。
四、 選用考慮要點(diǎn)
1、新型應(yīng)變式靶式流量計(jì)在總體性能上既具有孔板等流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，使用可靠，使用期限長(zhǎng)，又具有容積式流量計(jì)等總量計(jì)量精度高，重復(fù)性好等特點(diǎn)，而且性能價(jià)格比高，維修使用簡(jiǎn)便，是一類(lèi)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的流量計(jì)；
2、國(guó)產(chǎn)SBL型應(yīng)變式靶式流量計(jì)既適用于過(guò)程工業(yè)控制系統(tǒng)，亦可用于能源（水，天然氣，蒸汽，油品等）的貿(mào)易結(jié)算計(jì)量，其主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
被測(cè)介質(zhì) 液體、氣體、蒸汽
公稱(chēng)通徑DN mm管道式15～300夾裝式15～600插入式150～1500
公稱(chēng)壓力MPa 0.6 ～ 10 0.6 ～ 42 0.6 ～ 42
介質(zhì)溫度0C -40 ～ +80 ； +80 ～+450
準(zhǔn)確度 ±0.2% ± 0.5% ± 1.0% ± 1.5%
范圍度 3：1 5： 1 10：1 10：1（氣體）
重復(fù)性 0.1% ～0.08%
供電電源機(jī)內(nèi)自備鋰電池（3.6），外電源12 ～24
輸出形式 現(xiàn)場(chǎng)顯示，4 ～20，脈沖 0～10
測(cè)量管材料 ZG45, OCY18Niq 或按用戶(hù)要求提供
防爆標(biāo)志 本安型(iaBT4)， 隔爆型(act6)
防護(hù)等級(jí) IP 65--
SBL型靶式流量計(jì)技術(shù)參數(shù)簡(jiǎn)表一
3、由表1可見(jiàn)，流量計(jì)準(zhǔn)確度與測(cè)量的范圍度是密切相關(guān)的，同一通徑的流量計(jì)，準(zhǔn)確度愈高，則范圍度愈小，表2所示為在各種流體中，它們之間的關(guān)系。
范圍度 ±0.2% ±0.5% ± 1% ±1.5% ±2.5%
液體 3 5 10
氣體 15 20
蒸汽 10 10
SBL型靶式流量計(jì)技術(shù)參數(shù)簡(jiǎn)表二
注；范圍度：最大流量與最小流量的比值。
4、流量計(jì)的選型
1）確切了解測(cè)量對(duì)象的實(shí)際參數(shù)，包括流體名稱(chēng)（組分），流量范圍（最大、最小和常用流量），流體工作壓力，溫度，工作狀態(tài)下密度，粘度，安裝處管道內(nèi)徑，允許的壓力損失等。
2）進(jìn)行輔助計(jì)算。
