正丁烷流量計(jì)

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正丁烷流量計(jì)根據(jù)檢測(cè)旋渦列頻率的方法可分為熱敏式、超聲式、電容式、應(yīng)力式、振動(dòng)體式、光電與光纖式、應(yīng)變式、應(yīng)力式、磁電式等類(lèi)型;根據(jù)傳感器結(jié)構(gòu)可分為管道式、插入式兩大類(lèi);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(cè)旋渦頻率的方式可分為直接導(dǎo)壓法(直接檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)差壓)、體內(nèi)開(kāi)孔導(dǎo)壓法(旋渦發(fā)生體上開(kāi)導(dǎo)壓孔檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)差壓)、交變環(huán)流法(檢測(cè)旋渦發(fā)生體周?chē)蛔儹h(huán)流)、交變差壓法(檢測(cè)旋渦發(fā)生體背面交變差壓)、尾流法(檢測(cè)尾流旋渦列)等五種;根據(jù)應(yīng)用用途可分為防爆型、高溫型、極低溫型、耐腐蝕型、汽車(chē)專(zhuān)用型、自動(dòng)控制系統(tǒng)專(zhuān)用型、質(zhì)量型等;根據(jù)插入式正丁烷流量計(jì)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(cè)旋渦信號(hào)頻率。旋渦檢測(cè)方法主要分兩大類(lèi):

檢測(cè)旋渦發(fā)生體上受力的變化頻率(受力檢測(cè))。例如，應(yīng)力、應(yīng)變、電容、電磁等。

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

轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器用于將傳感器檢測(cè)的旋渦信號(hào)放大、濾波、整形等，并輸出與流體流量成正比的脈沖信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。轉(zhuǎn)換器電路框圖如圖所示。

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

熱絲式正丁烷流量計(jì)。采用鉑電阻檢測(cè)旋渦發(fā)生體的溫度變化，其前置放大器電路示意圖見(jiàn)圖2-34.發(fā)生體溫度變化時(shí)，安裝在發(fā)生體內(nèi)的鉑電阻溫度因流體流動(dòng)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(hào)穩(wěn)定性差，已較少采用。

熱敏式正丁烷流量計(jì)。采用安裝在三角形旋渦發(fā)生體兩側(cè)排列的兩個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻檢測(cè)發(fā)生體溫度變化。流體流過(guò)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(gè)熱敏電阻粘貼在三角形發(fā)生體兩側(cè)，因此，熱敏電阻分置于電橋的兩個(gè)橋臂。

在低雷諾數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合有較好計(jì)量特性，對(duì)振動(dòng)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(cè)。

應(yīng)變式正丁烷流量計(jì)。采用應(yīng)變片檢測(cè)旋渦發(fā)生體兩側(cè)應(yīng)力變化。半導(dǎo)體應(yīng)變片將應(yīng)力變化線性轉(zhuǎn)換為電阻變化，用恒流放大電路檢測(cè)電阻變化。電阻應(yīng)變片靈敏度高，體積小，分辨率高，但熱穩(wěn)定性差，為提高應(yīng)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(cè)量。

電容式正丁烷流量計(jì)。將旋渦發(fā)生體的懸臂梁作為電容的一個(gè)電極，另兩個(gè)電容電極在發(fā)生體兩側(cè)，由開(kāi)孔導(dǎo)壓，當(dāng)流體流過(guò)發(fā)生體產(chǎn)生旋渦時(shí)，造成兩側(cè)壓力變化，并使電容值差動(dòng)變化，經(jīng)差動(dòng)電容電橋檢測(cè)及調(diào)諧振動(dòng)放大電路放大。由于振動(dòng)造成兩側(cè)同方向變形，

差動(dòng)信號(hào)為零，因此，電容式正丁烷流量計(jì)有較高抗振動(dòng)能力，它的耐熱性好，適合高溫(400℃)和低溫(-200℃)應(yīng)用。但導(dǎo)壓孔易堵塞，不宜用于臟污流體流量測(cè)量。

應(yīng)力式正丁烷流量計(jì)。利用壓電效應(yīng)，將壓電晶體或壓電陶瓷上旋渦產(chǎn)生的應(yīng)力變化轉(zhuǎn)換為交變的電荷變化，經(jīng)電荷放大器對(duì)信號(hào)放大處理，獲得頻率信號(hào)或電流信號(hào)等。該類(lèi)正丁烷流量計(jì)具有響應(yīng)速度快、信號(hào)強(qiáng)、成本低、不與測(cè)量流體接觸、工作溫度范圍寬、可靠性高等特點(diǎn)，但對(duì)管道振動(dòng)較敏感，抗電磁力較差。

振動(dòng)體式正丁烷流量計(jì)。當(dāng)旋渦發(fā)生時(shí)，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(pán)隨差壓變化而上下運(yùn)動(dòng)，并切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，被發(fā)生體上部的電磁傳感器檢測(cè)、放大等。由于安裝在深孔內(nèi)的軟磁體上下運(yùn)動(dòng)，因此，要求被測(cè)流體必須清潔度，例如，用于蒸汽等流體測(cè)量。

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

光電反射式正丁烷流量計(jì)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(hào)經(jīng)可繞的拉緊帶轉(zhuǎn)換為反射鏡的擺動(dòng)，使反射角度變化

到的光信號(hào)也發(fā)生變化，光電信號(hào)變化的頻率等于渦街信號(hào)的頻率。

激光檢測(cè)式正丁烷流量計(jì)用激光發(fā)出的激光，從發(fā)生體下游穿過(guò)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(cè)式正丁烷流量計(jì)用光纖作為旋渦發(fā)生體，流體通過(guò)它時(shí)，拉緊的光纖交替產(chǎn)生旋渦脫落，光纖的振動(dòng)頻率等于旋渦頻率。

超聲式正丁烷流量計(jì)。常用于尾流檢測(cè)。發(fā)生體下游管壁安裝兩對(duì)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(hào)，它們穿過(guò)流體.當(dāng)旋渦通過(guò)聲束時(shí)，每一對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反的旋渦對(duì)聲波產(chǎn)生一個(gè)周期調(diào)制作用。調(diào)制后的信號(hào)被對(duì)側(cè)的接收器接收，經(jīng)放大、檢波、整形后獲得旋渦信號(hào).信號(hào)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(yīng)用。超聲式正丁烷流量計(jì)的雷諾數(shù)下限低、對(duì)電磁干擾和振動(dòng)不敏滋，但對(duì)溫度和流場(chǎng)變化敏感，不能用于含有氣泡等雜質(zhì)的液體流量側(cè)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(cè)量。插入式超聲正丁烷流量計(jì)可用于大口徑流量測(cè)量。