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由于壓縮空氣流量計(jì)具有壓力損失小，量程寬，無機(jī)械可動(dòng)部件，維修方便等特點(diǎn)，已經(jīng)在流量測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用，但在使用中也出現(xiàn)一些問題。除儀表本身質(zhì)量外，多數(shù)運(yùn)行不正常的儀表，是因選型或安裝不當(dāng)造成的。本文就此問題做些討論，以對(duì)選用者有所幫助。
壓縮空氣流量計(jì)測(cè)量原理及檢測(cè)方式
壓縮空氣流量計(jì)是基于卡門渦街原理進(jìn)行工作的。其基本測(cè)量原理是：當(dāng)流體流過柱型棱體時(shí)，會(huì)使棱體兩側(cè)交替產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，旋渦的頻率與流體的平均流速成正比。關(guān)系式為：
Q=V×S
上兩式中，r為旋渦發(fā)生的頻率；d為棱體迎流面寬度；s，為斯特勞哈爾數(shù)；D為管道內(nèi)徑； 為介質(zhì)的平均流速；O為體積流量；s為管道截面積由實(shí)驗(yàn)可知：在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，s 為常數(shù)，不受流體密度、粘度等介質(zhì)參數(shù)的影響。性質(zhì)見圖1，由以上兩式可知，只要通過檢測(cè)出渦街頻率，即可測(cè)得流量。
目前國(guó)內(nèi)常用的壓縮空氣流量計(jì)按檢測(cè)方式可分為兩類：壓電式和電容式。壓電式由壓電晶體作為檢測(cè)元件由交替旋渦造成的壓力脈動(dòng)使壓電晶體產(chǎn)生電脈沖，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。電容式是以電容為檢測(cè)元件，旋渦產(chǎn)生的壓差使電容量改變差值來完成測(cè)量。兩種方式相比較，電容式是壓電式的換代產(chǎn)品，所以電容式有更好的耐高溫性和抗振性能。
壓縮空氣流量計(jì)選用中需滿足的條件
從上述工作原理中我們可知，壓縮空氣流量計(jì)是基于流體振動(dòng)的頻率來測(cè)量流量的，它對(duì)測(cè)量介質(zhì)有嚴(yán)格的限定，因此在選用中應(yīng)注意滿足以下條件：
1．測(cè)量介質(zhì)的選擇
若想保證壓縮空氣流量計(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，被測(cè)介質(zhì)是否適用于該流量計(jì)是選用前首要考慮的。我們的實(shí)踐證明，壓縮空氣流量計(jì)較適用于測(cè)量清潔、凈化較好的介質(zhì)，如凈水、蒸汽、空氣、氧氣、氮?dú)獾?；凈化不好的煤氣及雜質(zhì)含量較多污水等臟污介質(zhì)，慎用或不用這類儀表。因?yàn)榻橘|(zhì)中污物會(huì)造成檢測(cè)孔(電容式)堵塞或會(huì)吸附在旋渦發(fā)生體上，使壓電晶體檢測(cè)靈敏度逐漸下降，造成流量指示逐漸減少，zui終無顯示。這一點(diǎn)我們是有深刻教訓(xùn)的。
2．溫度
壓電式傳感器的壓電晶體靈敏度會(huì)隨工作溫度升高而大幅度降低，若長(zhǎng)期置于高溫環(huán)境中．會(huì)使晶體加速老化，所以壓電式傳感器穩(wěn)定工作溫度一般限定在-4O℃～250℃。電容式傳感器的電容介質(zhì)是空氣，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)其介電系數(shù)變化極小，可忽略不計(jì)，因此它有很好的耐高溫性能，一般可工作在-200℃~+40O℃ 。
3．雷諾數(shù)范圍
當(dāng)雷諾數(shù)在3×102～2×105范圍內(nèi)時(shí)，斯特勞哈爾數(shù)為常數(shù)的前提下，流速與旋渦產(chǎn)生的頻率之間才是線性關(guān)系。由于
式中，D為傳感器13徑；Rr為雷諾數(shù)；ρ為介質(zhì)密度；η為粘度；Q1為工況下流量。
由式(3)可知：雷諾數(shù)與流體工況下流量、介質(zhì)密度、粘度及傳感器口徑有關(guān)。當(dāng)被測(cè)量介質(zhì)已知后，以上參數(shù)中流體工況下流量、介質(zhì)密度、粘度亦被確定，因而只有合理選擇傳感器口徑，才能把雷諾數(shù)限制在所要求的范圍內(nèi)。
4．流速極限
壓縮空氣流量計(jì)測(cè)量量程很寬，一般量程比在1：10—1：15，但它有一個(gè)特點(diǎn)：上限值較容易滿足，而下限值則要根據(jù)被測(cè)介質(zhì)使用的zui小流量計(jì)算出zui小流速，通過選擇傳感器口徑來滿足所規(guī)定的流速下限值。一般情況下，生產(chǎn)廠家在使用手冊(cè)的技術(shù)指標(biāo)中，分別給出對(duì)液體、氣體所要求的zui大zui小流速極限和在不同口徑下用密度計(jì)算zui小流速的公式或圖表。計(jì)算流速時(shí)可先設(shè)定一個(gè)傳感器口徑，再依據(jù)介質(zhì)工藝參數(shù)，分別計(jì)算出三個(gè)流速：
①zui小流量對(duì)應(yīng)的流速VmmQ1
②介質(zhì)密度應(yīng)滿足的zui小流速Vmmρ
③zui小雷諾數(shù)對(duì)應(yīng)的zui小流速VminR
然后將三個(gè)值作比較，要求①應(yīng)大于②和③ 的值且滿足指標(biāo)的zui低流速。如不滿足，則將重新選擇口徑再進(jìn)行上述計(jì)算直到滿足為止。
5．振動(dòng)
使用壓縮空氣流量計(jì)管道振動(dòng)越小越好。振動(dòng)會(huì)造成干擾．特別是測(cè)量下限流量時(shí)會(huì)使儀表轄出錯(cuò)誤信號(hào)。所以安裝要避開各種振動(dòng)源，加裝管道支架以減少振動(dòng).
6．直管段
因?yàn)樽枇骷?huì)使流體流速產(chǎn)生畸變或偏流，導(dǎo)致測(cè)量誤差較大，所以安裝時(shí)對(duì)上游的各種阻流件，壓縮空氣流量計(jì)要求保證所需的直管段，一般上游15D~30D，下游為5D(D為管道內(nèi)徑)。保證所需的直管段，流速分布就能得到充分調(diào)整，形成穩(wěn)定流速分布，這樣流體才能處在測(cè)量所要求的紊流流動(dòng)狀態(tài)。
壓縮空氣流量計(jì)用于被測(cè)介質(zhì)為單相的液體、氣體(蒸汽)測(cè)量，在選用時(shí)除需要滿足上述條件外，還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)和環(huán)境的不同實(shí)際需要如：耐腐蝕、壓力、防爆、轄出距離等選擇相應(yīng)的流量計(jì)。實(shí)踐證明，只要選用時(shí)滿足技術(shù)條件、安裝符合標(biāo)準(zhǔn)要求，壓縮空氣流量計(jì)能長(zhǎng)期、可靠運(yùn)行。
壓縮空氣流量計(jì) 渦街流量計(jì) 燃?xì)饬髁坑?jì) 氧氣流量計(jì)
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