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質(zhì)量流量計(jì)如何工作的
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)件由兩個(gè)插入流體管道中的圓柱形探頭構(gòu)成。被加熱探頭里面含有一個(gè)加熱器,在靠近壁面附近布置一個(gè)溫差熱電偶并用導(dǎo)熱系數(shù)與密度之比較大的石墨填充。探頭內(nèi)布置一個(gè)熱電偶并用石墨填充。為更好的進(jìn)行動態(tài)測量,所用熱電偶均采用直徑為0.1mmK型的NiCr-NiSi.。系統(tǒng)熱平衡分析當(dāng)流量傳感器被置于流體管道中,在流態(tài)穩(wěn)定時(shí),探頭與周圍介質(zhì)處于近似的熱平衡狀態(tài),這時(shí)流體、探頭、測量桿和管道組成一個(gè)傳熱系統(tǒng),此時(shí)的系統(tǒng)熱平衡方程為:傳感器世界2007.9.靜態(tài)變化函數(shù)曲線氣流方向閥門待標(biāo)定流量計(jì)。標(biāo)定方案示意圖。標(biāo)定曲線利用傳熱學(xué)理論,結(jié)合熱式流量計(jì)應(yīng)用的工況場合,對于實(shí)際的熱交換過程有: 1、熱探頭與流體間的對流換熱對流換熱a包括受迫對流換熱和自然對流換熱。假設(shè)流管橫置,熱探頭壁面與流體溫差為60*C,則當(dāng)流體流速大于1m/s時(shí),G/e2<0.1,此時(shí)自然對流換熱與由于流體運(yùn)動所導(dǎo)致的受迫對流換熱相比十分微弱。實(shí)際測量中G/2<<1,可以忽略自然對流換熱的影響。 2、熱探頭向測量桿構(gòu)架的導(dǎo)熱02隨著構(gòu)架材料導(dǎo)熱系數(shù)的不同,02差別很大。在探頭設(shè)計(jì)中,盡可能采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料制造構(gòu)架并采用絕熱、絕緣硅膠對探頭密封以減少導(dǎo)熱量。導(dǎo)熱量02計(jì)算公式如下:,dt A一桿構(gòu)架的橫截面積;A―桿構(gòu)架導(dǎo)熱系數(shù)。 3、熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)熱探頭向周圍的輻射換熱03熱探頭表面溫度為,它要向氣流和另一個(gè)探頭進(jìn)行輻射換熱。將探頭表面磨光或鍍上一層發(fā)射率小的金屬并使其溫度保持在100*C之內(nèi),以減小輻射換熱。根據(jù)輻射換熱公式:一斯特藩一波爾茲曼常數(shù);4一探頭外表面面積;一熱探頭溫度;T:來流溫度。針對氣體質(zhì)量流量控制器的實(shí)際工藝參數(shù),對該流量計(jì)進(jìn)行“個(gè)性化標(biāo)準(zhǔn)”,從而實(shí)現(xiàn)在實(shí)際使用流量點(diǎn)的一定范圍內(nèi),該氣體質(zhì)量流量控制器的實(shí)際測量誤差(與標(biāo)準(zhǔn)值的差)趨于零。
流量控制器的控制響應(yīng)速度
物理時(shí)間常數(shù)
物理時(shí)間常數(shù)用希臘字母Tau來表示,是現(xiàn)今為數(shù)不多的用來描述響應(yīng)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)之一,即:控制器到達(dá)設(shè)定值某個(gè)百分比所需要的時(shí)間,被定義為1-1/e, 其中e是作為自然對數(shù)底數(shù)的無理數(shù),其值為2.72,所以1-1/e即為設(shè)定值的63.2%。雖然該定義是一個(gè)物理標(biāo)準(zhǔn),可能說明不了什么問題,因?yàn)橛嘞碌脑O(shè)定值的36.8%所花費(fèi)的時(shí)間可能多于或少于之前的63.2%。從下面示波器截圖中可以看到:ALICAT?將傳感器加熱電橋測得的流量信號送入放大器放大,放大后的流量檢測電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較,再將差值信號放大后去控制調(diào)節(jié)閥門,閉環(huán)控制流過通道的流量使之與設(shè)定的流量相等。質(zhì)量流量控制器僅用了7.4毫秒便到達(dá)了設(shè)定值的63.2%。
任意設(shè)定值百分比變化區(qū)域
不少質(zhì)量流量控制器的技術(shù)參數(shù)采用設(shè)定值某一百分比區(qū)間內(nèi)的變化來定義設(shè)備響應(yīng)速度,比如:從設(shè)定值的10%到達(dá)90%所需要的時(shí)間。由于和后的 10%控制響應(yīng)曲線變化,由此而得出的控制響應(yīng)速度可能無法與實(shí)際的控制性能等同。如下圖所示,ALICAT?質(zhì)量流量控制器用了11.4毫秒到達(dá)設(shè)定值, 從示波器波形圖中可以清晰地觀察到:50%那段跨度,低于10%和高于90%那兩段的跨度則小了很多。就該圖而言,如果按照從設(shè)定值10%到達(dá)90%所用的時(shí)間來定義設(shè)備響應(yīng)速度的話,那么結(jié)論是6~7毫秒。介質(zhì)溫度或環(huán)境溫度變化會改變測量振動管的楊氏模量和影響零漂的結(jié)構(gòu)等各種因素。
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流量控制器的穩(wěn)定控制時(shí)間
由于到達(dá)設(shè)定值后控制器可能會發(fā)生超調(diào),所以通常制造商用到達(dá)設(shè)定值且穩(wěn)定后所需要的時(shí)間作為設(shè)備響應(yīng)速度,并賦予波形振蕩幅度一個(gè)容許范圍。舉個(gè)例子, 容許范圍2%表示流量波動在設(shè)定值的2%以內(nèi)即為穩(wěn)定。一般質(zhì)量流量控制器的精度在0.5%~2%之間,但一些制造商卻將穩(wěn)定容許范圍擴(kuò)大到10%。我們認(rèn)為如果用戶要將流量控制在期望的設(shè)定值,那么其穩(wěn)定容許范圍也必須落在設(shè)備精度范圍內(nèi)。氣體的比熱容會隨著壓力溫度而變,但在所使用的溫度壓力附近不大的變化可視為常數(shù)。如下面示波器截屏圖所示,控制器在27.6毫秒時(shí)到達(dá)了與設(shè)備精度(滿量程的1%)等同的穩(wěn)定容許范圍。
分析流量控制器的應(yīng)用領(lǐng)域
分流器決定主通道的流量。與它配套的流量顯示儀上設(shè)置有穩(wěn)壓電源,數(shù)字電壓表,設(shè)定電位器,外設(shè)、內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)換和三位閥控開關(guān)等。質(zhì)量流量控制器抗干擾能力強(qiáng),測量精度高、量程比大、工作穩(wěn)定可靠、對安裝要求低、對流體狀態(tài)要求低,壓力損失小等優(yōu)點(diǎn),且易清洗、具備自排空功能。例如由于超過儀表使用溫度范圍的蒸汽掃線等操作,將會使檢測線圈損壞而使儀表無法再使用。
其基本技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到先進(jìn)水平,每臺傳感器都由不銹鋼材料制造,多種輸出能滿足您的各種需求??芍苯佑脕頊y量管道中介質(zhì)的質(zhì)量流量及總量、體積流量及總量、介質(zhì)的密度、溫度、溶液的濃度以及較均勻混合的兩種液體各自的濃度等參數(shù)。怕粉塵,若粉塵進(jìn)入流量計(jì)會堵塞傳感器和分流器,造成測量誤差,要求在進(jìn)氣口前加裝過濾器。質(zhì)量流量控制器即使在惡劣的工作環(huán)境下也能表現(xiàn)出優(yōu)異的性能
提高流量測量系統(tǒng)的可靠性用于安全聯(lián)鎖報(bào)警的流量儀表如果不可靠,應(yīng)該聯(lián)鎖動作時(shí)不動作,容易釀成事故,不該動作時(shí)亂動作,容易導(dǎo)致不應(yīng)有的停車,造成損失。工業(yè)爐窯中的燃料流量計(jì)如果不可靠,造成流路堵塞,容易導(dǎo)致爐子熄火,釀成事故。用于過程控制的質(zhì)量流量控制器儀表如果不可靠,容易為調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤信息,導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào),破壞生產(chǎn)過程的穩(wěn)定,影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和物耗,造成損失。可以看出,流量儀表的可靠性是較為重要的。流量控制器內(nèi)有水怎么辦及注意事項(xiàng)一、當(dāng)無法忍受滲水后不得不購買一批新的設(shè)備,現(xiàn)在就不需要使用這種方法了,當(dāng)再有液態(tài)氨進(jìn)入到質(zhì)量流量計(jì)或質(zhì)量流量控制器內(nèi)部時(shí),只需簡單地用高壓氨氣沖洗管路后進(jìn)行消毒即可。