正丁烷流量計

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正丁烷流量計根據(jù)檢測旋渦列頻率的方法可分為熱敏式、超聲式、電容式、應力式、振動體式、光電與光纖式、應變式、應力式、磁電式等類型;根據(jù)傳感器結構可分為管道式、插入式兩大類;根據(jù)連接方式可分為法蘭連接式、法蘭夾裝式等;根據(jù)檢測旋渦頻率的方式可分為直接導壓法(直接檢測發(fā)生體兩側差壓)、體內(nèi)開孔導壓法(旋渦發(fā)生體上開導壓孔檢測發(fā)生體兩側差壓)、交變環(huán)流法(檢測旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流)、交變差壓法(檢測旋渦發(fā)生體背面交變差壓)、尾流法(檢測尾流旋渦列)等五種;根據(jù)應用用途可分為防爆型、高溫型、極低溫型、耐腐蝕型、汽車專用型、自動控制系統(tǒng)專用型、質(zhì)量型等;根據(jù)插入式正丁烷流量計的連接方式可分為外螺紋管式、內(nèi)螺紋球閥式、法蘭式、法蘭帶球閥式等。

傳感器。傳感器用于檢測旋渦信號頻率。旋渦檢測方法主要分兩大類:

檢測旋渦發(fā)生體上受力的變化頻率(受力檢測)。例如，應力、應變、電容、電磁等。

檢測旋渦發(fā)生體附近流動的變化頻率(流速檢測)。例如，熱敏、超聲、光電、光纖等。

轉換器。轉換器用于將傳感器檢測的旋渦信號放大、濾波、整形等，并輸出與流體流量成正比的脈沖信號或標準電流信號。轉換器電路框圖如圖所示。

不同檢測方法所配置的前置放大器不同，而低頻濾波、整形、D/ A轉換等電路則基本相同。

熱絲式正丁烷流量計。采用鉑電阻檢測旋渦發(fā)生體的溫度變化，其前置放大器電路示意圖見圖2-34.發(fā)生體溫度變化時，安裝在發(fā)生體內(nèi)的鉑電阻溫度因流體流動而降低，電橋輸出經(jīng)放大器放大后送濾波器.由于采用圓柱體旋渦發(fā)生體，信號穩(wěn)定性差，已較少采用。

熱敏式正丁烷流量計。采用安裝在三角形旋渦發(fā)生體兩側排列的兩個負溫度系數(shù)熱敏電阻檢測發(fā)生體溫度變化。流體流過熱敏電阻，使溫度下降。其前置放大電路為恒流放大器。

由于采用兩個熱敏電阻粘貼在三角形發(fā)生體兩側，因此，熱敏電阻分置于電橋的兩個橋臂。

在低雷諾數(shù)應用場合有較好計量特性，對振動不敏感，但因熱敏電阻熱滯后較大，不適用于小口徑、臟污流體流量檢測。

應變式正丁烷流量計。采用應變片檢測旋渦發(fā)生體兩側應力變化。半導體應變片將應力變化線性轉換為電阻變化，用恒流放大電路檢測電阻變化。電阻應變片靈敏度高，體積小，分辨率高，但熱穩(wěn)定性差，為提高應變力和降低流體溫度變化影響，只適用于大口徑管道液體流量測量。

電容式正丁烷流量計。將旋渦發(fā)生體的懸臂梁作為電容的一個電極，另兩個電容電極在發(fā)生體兩側，由開孔導壓，當流體流過發(fā)生體產(chǎn)生旋渦時，造成兩側壓力變化，并使電容值差動變化，經(jīng)差動電容電橋檢測及調(diào)諧振動放大電路放大。由于振動造成兩側同方向變形，

差動信號為零，因此，電容式正丁烷流量計有較高抗振動能力，它的耐熱性好，適合高溫(400℃)和低溫(-200℃)應用。但導壓孔易堵塞，不宜用于臟污流體流量測量。

應力式正丁烷流量計。利用壓電效應，將壓電晶體或壓電陶瓷上旋渦產(chǎn)生的應力變化轉換為交變的電荷變化，經(jīng)電荷放大器對信號放大處理，獲得頻率信號或電流信號等。該類正丁烷流量計具有響應速度快、信號強、成本低、不與測量流體接觸、工作溫度范圍寬、可靠性高等特點，但對管道振動較敏感，抗電磁力較差。

振動體式正丁烷流量計。當旋渦發(fā)生時，發(fā)生體內(nèi)軸向深孔內(nèi)的軟磁性輕質(zhì)空心小球或圓盤隨差壓變化而上下運動，并切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢，被發(fā)生體上部的電磁傳感器檢測、放大等。由于安裝在深孔內(nèi)的軟磁體上下運動，因此，要求被測流體必須清潔度，例如，用于蒸汽等流體測量。

光電(光纖)式正丁烷流量計。分光電反射式、激光檢測式和光纖檢測式等三類。它具有靈敏度高、范圍度寬、抗電磁力強等特點，但易受振動影響，耐臟污性差。

光電反射式正丁烷流量計利用發(fā)光二極管發(fā)出光，經(jīng)發(fā)射鏡反射，為光電二極管接收。旋渦的交變差壓信號經(jīng)可繞的拉緊帶轉換為反射鏡的擺動，使反射角度變化

到的光信號也發(fā)生變化，光電信號變化的頻率等于渦街信號的頻率。

激光檢測式正丁烷流量計用激光發(fā)出的激光，從發(fā)生體下游穿過流體，交變的旋渦引起激光發(fā)生折射，激光被光電二極管接收，經(jīng)傅里葉變換，獲得旋渦頻率。

光纖檢測式正丁烷流量計用光纖作為旋渦發(fā)生體，流體通過它時，拉緊的光纖交替產(chǎn)生旋渦脫落，光纖的振動頻率等于旋渦頻率。

超聲式正丁烷流量計。常用于尾流檢測。發(fā)生體下游管壁安裝兩對超聲傳感器，如圖所示。超聲發(fā)送器S1, S2發(fā)出連續(xù)高頻聲信號，它們穿過流體.當旋渦通過聲束時，每一對旋轉方向相反的旋渦對聲波產(chǎn)生一個周期調(diào)制作用。調(diào)制后的信號被對側的接收器接收，經(jīng)放大、檢波、整形后獲得旋渦信號.信號的調(diào)制方法有調(diào)幅和調(diào)相兩種.因調(diào)相調(diào)制的性能較好，而獲得應用。超聲式正丁烷流量計的雷諾數(shù)下限低、對電磁干擾和振動不敏滋，但對溫度和流場變化敏感，不能用于含有氣泡等雜質(zhì)的液體流量側量，適用于溫度變化不大的氣體或含微量七寶的液體流量測量。插入式超聲正丁烷流量計可用于大口徑流量測量。