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　流量測(cè)量?jī)x器的種類(lèi)

　　目前使用zui多的極低溫流體的流量測(cè)量?jī)x器有孔板、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)三種。但是，各種流量計(jì)，根據(jù)其用途、測(cè)量范圍，也研制了很多不同的結(jié)構(gòu)。因此，希望選擇儀器時(shí)，一定要在充分掌握各種儀器的特征的基礎(chǔ)上考慮價(jià)格。維護(hù)性能、要求精度、過(guò)程中測(cè)量場(chǎng)所的特征。

　　極低溫流體以液體和氣體兩種狀態(tài)存在，但幾乎所有的問(wèn)題都發(fā)生在流體的流量測(cè)量過(guò)程中。因此．這里主要說(shuō)明極低溫液體的流量測(cè)量。

　　孔板

　　用孔板測(cè)量流體的方法是根據(jù)德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等的標(biāo)準(zhǔn)確定的。由于其使用效果好，所以，極低溫流體在以上述標(biāo)準(zhǔn)定義的物性值的范圍內(nèi)，如果測(cè)量時(shí)沒(méi)有異常的物性值變化，就能進(jìn)行圓滿的測(cè)量。

　　實(shí)際上在極低溫流體的流量測(cè)量中，孔板應(yīng)用得zui多，可靠性也高。但是，在進(jìn)行儀表設(shè)計(jì)時(shí)有幾個(gè)重要的事項(xiàng)需要注意，下面就加以敘述。

　　材料和結(jié)構(gòu)

　1　材料采用SUS316L。焊接噴嘴使用低炭焊接棒是安全的。

　2　極低溫流體在飽和狀態(tài)下流動(dòng)時(shí)，為把容易引起差壓的擺動(dòng)平滑化后進(jìn)行測(cè)量，希望取壓型式用角接取壓。

　3　為了減少由于冷縮而引起的孔板漏濁，可將孔板和環(huán)室作成一體。

　4　對(duì)于測(cè)量高壓配管或泵流用的孔板，難以用夾緊的辦法來(lái)控制安裝處的漏濁，有時(shí)甚至需要停止設(shè)備運(yùn)行。因此，要按照配管等級(jí)來(lái)提高孔板安裝位置的法蘭和螺絲的等級(jí)，這種方法比通常用的過(guò)盈量要大，以防漏泄。同時(shí)，要將熱傳導(dǎo)率好的金屬插入螺絲的空間，使配管的冷縮不產(chǎn)生時(shí)間差。根據(jù)情況，也有選擇螺絲的冷縮率比孔板大的。

　5　在口徑較大的配管上安裝孔板時(shí)，用上述的薄片式的，有時(shí)不能控制漏泄。要使用帶有法蘭的孔板或焊接式孔扳。

　　（2）　孔板設(shè)計(jì)

　　渦街流量計(jì)

　　特征

　　渦街流量計(jì)用于極低溫流體的流量測(cè)量時(shí)，一般特征如下：

　　1.　壓力損失比較小。即使是極低溫的流體，其蒸發(fā)量也少，可以高精度測(cè)量。

　　2.　量程范圍大。

　　3.　由于是檢測(cè)流速，所以，流量和輸出的關(guān)系為線性。

　　4.　由于可以脈沖輸出，容易累積計(jì)算。

　　5.　很容易安裝導(dǎo)壓管。

　　結(jié)構(gòu)和材料

　　為了減少熱收縮等原因產(chǎn)生的漏液的可能性，主體一般裝有法蘭盤(pán)，而不用螺紋接頭。

　　為了避免冷熱的影響，前置放大器部分采用加長(zhǎng)管來(lái)安裝。但是，有時(shí)也可根據(jù)情況安裝散熱片。本體、三角柱、法蘭盤(pán)需使用低溫材料SUS316。

　　流量測(cè)量范圍

　　通常希望流量計(jì)的口徑與普通配管直徑一致。但是，往往是根據(jù)將來(lái)的計(jì)劃來(lái)設(shè)計(jì)配管。當(dāng)配管直徑很大或使用量增加之后，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量精度變差、甚至不能測(cè)量的情況。在這種情況下，必須按測(cè)量范圍選用渦街流量計(jì)以及前后安裝的整流器以使口徑一致。一般地說(shuō)，可按照下面幾點(diǎn)來(lái)選定。

　　1.　zui小流量的極限是這樣選取的：當(dāng)流量低于這個(gè)極*，流量信號(hào)變?nèi)?。按雷諾數(shù)劃分的話，雷諾數(shù)大約是2000。

　　2.　zui大流量。換算為流速的話，取6米／秒。取該值的原因是一方面在流量計(jì)的檢測(cè)部分壓力損失增加，流體在該處急劇蒸發(fā)，另一方面它是渦街流量測(cè)量的極限值。

　　渦輪流量計(jì)

　　結(jié)構(gòu)和材料

　　渦輪流量計(jì)中裝有轉(zhuǎn)子和軸承等以高速轉(zhuǎn)動(dòng)的可動(dòng)部分、摩擦部分。因此，應(yīng)充分了解其結(jié)構(gòu)和處理方法，否則，使用時(shí)就不會(huì)發(fā)揮其特性。

　　一般使用的材料是大家所知道的SUS304L低溫材料。如能進(jìn)行奧氏體化處理，SUS304也可使用。

　　軸承是渦輪流量計(jì)的zui重要部分，達(dá)部分決定其特性、耐久性。如果被測(cè)流體是沒(méi)有潤(rùn)滑性的液體，在選澤軸承時(shí)，要十分注意。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，測(cè)量液化天然氣用的渦輪流量計(jì)可以使用AISI 440C不銹鋼的滾珠軸承。

　　流量范圍

　　用渦輪流量計(jì)測(cè)量極低溫流體時(shí)，zui容易發(fā)生的故障是因儀表的壓力損失而引起的急劇蒸發(fā)。儀表中形成急劇蒸發(fā)后，轉(zhuǎn)子將以比通常轉(zhuǎn)速快數(shù)十倍的速度旋轉(zhuǎn)。這樣軸承會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)就被*磨壞。防止蒸發(fā)的方法是適當(dāng)加大儀表的尺寸。渦輪流量計(jì)的壓力損失與流量的平方成正比，如能將被測(cè)zui大流量限制在儀表容量的1／2時(shí)，壓力損失可下降到額定的1／4。

　　一股地說(shuō)，在間斷使用時(shí)，如將被測(cè)zui大流量控制在儀表容量的70％以下，基本上不會(huì)產(chǎn)生因儀表本身的壓力損失而出現(xiàn)的故障。連續(xù)使用時(shí)，要將常用流量限制在儀表容量的50％以下。這就需要將軸承的檢查周期取為一年以上。

　　粘度的影響

　　當(dāng)流體是紊流時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不受粘度和密度的影響。但是，當(dāng)是層流時(shí)，就要受影響。因此，在流量小的地方，可測(cè)量的流體的密度和流量之間存在一定的極限。液化天然氣等極低溫流體和汽油相比，粘度小一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，就可以用汽油檢定，保證得到量程以上的值