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电磁流量计应用在多通道管路流量测量上的工作
  • 发布日期:2021-03-12     
    • 电磁流量计应用在多通道管路流量测量上的工作原理针对多道管道系统的结构特点,设计了一种电磁流量计,用于测量这类系统的流量。对于这种流量计量系统,在综合误差分析的基础上,对流量与输入电压、气流温度的关系进行了理论和实验研究,提出了在输入电压严格控制的情况下,气流温度也要进行修正的思路。然后用设计好的电磁流量计与普通热线风速仪对某多道管道系统进行性能比较,在小流量测试中,测量误差小于5%,测试时间缩短10倍。试验结果表明:该流量测试系统具有较高的精度和较好的数据采集能力。
      由于流量是一个动态量,流量测量又是一项复杂的技术。为了精确测量流量,必须研究不同情况下不同流体的流量测量方法,并提供相应的测量设备。当前,对于气体流量的计量装置主要有:压差式压力传感器、液板式压力传感器、V-Cone式压力传感器、超声波式压力传感器、热式压力传感器等。本文测量了由1路供气,192路排气管支路构成的复杂环控系统的空气流量。总进气量为5760kg/h,总排气量只有30kg/h,对总进气量和各进气量的误差要求都在5%以内。流速愈小,误差愈难保证,因此,应尽量保证测量精度。为了精确地同时测量各个通道出口的流量,我们设计了一种特殊的热式电磁流量计,这种热式流量计的测量部位较小,*大大降低了安装传感器后对管道流量特性和系统流量分配结果的影响。而且达到了同步测量的目的,完全符合客户的要求。
      电磁式流量计的工作原理1.1工作原目前,热式流量计主要有恒压功率、恒阻、恒温差等几种形式,根据多道管道系统的特点,作者设计了一种恒压式热式电磁流量计,如图1。该仪器的测温探针有2个测温元件(铂电阻):Pt1和Pt2,其中Pt1用于流体介质测温,测温模块采用ADAM4015模块获取测温信号。输入恒定电压U+后,Pt2会产生一定的发热,当流体以一定速度通过时,会带走一部分热量,被带走的热量的大小与Pt2所感觉到的温度值有关。所以可以用Pt2来测量加热源表面在被流体介质带走热量之后的温度t2。因为是由ADAM4017模块获取的信号,所以与RP1-t2之间有一个一一对应的关系,因此可以得到Pt2所测得的温度值。RP1的计算公式式中,RP1为Pt2电阻值,Ω;R为图2所示的精密电阻值,Ω;UP1,U+,分别为电势,V0为发热量,Q2为发热量,W=αF(t2-t1)=απdL(Δt);3式中,Q1,Q2为发热量,W=散热,α为空气对流换热系数,W/(m2•℃);F为散热面面积,m2;t1为Pt1,℃;t2为Pt2,℃;d为感测头部直径,m;L为感测头部长度,m;m;L为感测头部长度,m。因为流量的变化会直接影响发热量的散失程度,进而影响两个测温元件之间的温差,Pt1和Pt2。在流动通过特定空间的流体为0时,Pt1和Pt2之间的温差*较大,随着流量的增加,热源带走的热量增加,Pt2测量的温度下降,与Pt1测量的温度之间的温差减少。测井Pt2是圆柱体,根据热学公式,C是常数;Nu,Re,Pr分别是无因次准则数;λ是导热系数,w/(m•℃);μ是动力粘度,Pa•s;ρ是空气密度,kg/m3;v是气流速度,m/s;Cρ是定压比热容,kJ/(kg•℃)是由式(3)、式(4)得单位面积的质量流量计算式,是稳定状态,可以计算的。根据以上的对应关系,2个测温元件之间的温差和通过某一空间的质量流量之间也是一一对应的。存在着拟合公式G热式=f(Δt),其中G热式为热式流量计测流量,kg/h。
      1.2热式流量计的校准[4]对于同一感应头Pt2,不同的校准位置和校准区域内相应的温差可以不同,只有在同一风道、同一校准区域之后,热式流量计才可进行计量。它的校准原理见图2,采用经过测量的孔板流量计进行校准。调整阀门开度,在一定流量范围内,记录每一点的标准流量和相应的温差,并由此得出流量与温差的拟合公式,作为热式表的标定公式,即热式表中a,b,c是常数。

      2电磁流量计的影响因素和特征[5]据式(5),在相同形状的管子中测量流量时,流体物性参数、发热量和两个探针的温差对测量流量产生影响。由于气流物性参数在常温常压下几乎为常数,因此,流量测量仅受发热和两探头温差的影响。通过分析(2)和(3),得出两者仅受输入电压和气流温度的影响。电磁流量计应用在多通道管路流量测量上的工作原理