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氣體流量傳感器的類型及應用原理

發表時間:2021-05-19 17:49【 閱讀量:-查看手機網址
掃一掃!氣體流量傳感器的類型及應用原理掃一掃!

  流量計(也稱為流量傳感器)是一種儀器,可以精確測量管道中的流速。準確的氣體或液體流量測量可確保在許多應用中安全,高效且符合環境要求的操作。但是我們如何測量流量?測量流量可以從非常簡單的原理到非常復雜的過程。測量方式實際上取決于所使用的技術。在本文中,我們將研究八種最常用的氣體或液體流量測量技術。


  氣體流量傳感器流量計類型:


  1.電磁


  2.渦旋時間


  3.槳輪


  4.熱分散


  5.浮動元素


  6.超音波


  7.不同的壓力


  8.科里奧利


  氣體流量傳感器測量中的挑戰


  對于需要進行氣體流量測量的每種應用,可能會出現不同的挑戰,需要仔細注意和考慮。其中一些包括:


  1.測量低流量和高流量的能力:需要精確測量氣體流量的高低水平。


  2.與尺寸的兼容性:對于每個流量計組件,無論大小,都應特別考慮其適用性。


  3.對環境和危害的耐久性:流量傳感器必須可靠運行的環境條件。


  4.精確校準以符合實際工藝條件:這對于無干擾操作至關重要。


  氣體流量計類型–技術比較


  當然,沒有可以針對所有操作要求,性能和條件實施的單一,多合一技術。如今,至少使用了8種常見的氣體流量測量技術,各有其優勢和局限性。通過了解每種方法的優缺點,可以避免代價高昂的錯誤。


  1.電磁流量計


  電磁流量計使用法拉第感應定律檢測流量。電磁流量計內部有一個電磁線圈,該磁場產生磁場,電極捕獲電動勢(電壓)。當流體流過管道時,電磁場會因感應產生的力而發生變化。然后將這些變化轉換為流速。

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  優點:


  不受液體的溫度,壓力,密度或粘度的影響。


  能夠檢測包含污染物(固體,氣泡)的液體。


  沒有壓力損失。


  沒有活動部件(提高了可靠性)。


  缺點:


  電磁流量計無法檢測沒有導電性的氣體和液體。


  需要一小段直管。


  最佳應用:電磁流量計主要用于食品工業,化學應用,天然氣供應和電力公司,因為它們在很大程度上不受壓力,密度和溫度變化的影響。


  2.渦旋時間流量計


  渦街流量計利用了稱為vonKármán效應的原理。根據這個原理,當流過鈍體時,氣流會交替產生渦流。虛張聲勢的身體有一個寬而平坦的前面。在渦流計中,非流線形體是一塊具有寬而平坦的前部的材料,該材料垂直延伸到氣流中。


  流速與旋渦的頻率成正比。通過將管道面積乘以流速計算出流速。在某些情況下,渦街流量計需要使用校直葉片或上游直管,以消除變形的流型和渦流。對于渦流計而言,低流量存在問題,因為它們在低流量條件下會不規則地產生渦流。


  渦街流量計的精度從中到高,具體取決于型號和制造商。除液體和氣體流量測量外,渦街流量計還廣泛用于測量蒸汽流量。

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  優點:


  渦街流量計沒有活動部件,測量部件結構簡單,性能可靠,使用壽命長。


  渦街流量計的體積流量不受熱參數的影響,例如溫度,壓力,密度或被測流體的粘度。


  它測量液體,氣體或蒸氣的流量,具有非常廣泛的應用。


  它幾乎不會造成壓力損失。


  缺點:


  抗振性能差。外部振動會導致渦街流量計的測量誤差。


  流體的高流速沖擊會導致渦旋體發生振動,從而降低測量精度。


  只能測量干凈的介質。


  直管安裝要求。


  不適合用于低雷諾數的流體測量。


  不適合脈動流。


  最佳應用:渦街流量計更常用于發電和供熱系統,例如壓縮空氣,飽和蒸汽,過熱蒸汽等。


  3.槳輪流量計


  這被歸類為渦輪流量計。槳輪流量計通常分為兩個機械類別


  切向流量計,具有水車結構。


  帶有風車結構的軸流明輪流量計。


  槳輪的流量和轉數彼此成比例。因此,通過利用來自流動的流體的力使明輪旋轉,可以根據轉數來測量該流量的比率。通過在旋轉軸上和槳葉邊緣上嵌入磁鐵,可以將脈沖提取為信號,將轉數轉換為流速。

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  優點:


  性能可靠。


  低成本。


  可以測量任一方向的流量。


  缺點:


  移動部件


  需要清潔的液體。微粒會阻止槳葉正確旋轉。


  需要湍流剖面,以確保獲得最準確的結果。


  最佳應用:槳輪流量計可用于煙氣洗滌塔,反滲透以及其他各種領域。


  4.熱分散流量傳感器


  熱分散流量計使用熱量來測量流體的流量。通常的結構是在中間有一個加熱元件,在加熱元件的每一側都有兩個溫度傳感器。隨著氣體的流動,熱量朝著流動的方向傳遞,上游的溫度傳感器“變冷”,而下游的溫度傳感器“變熱”。可以通過測量溫度傳感器之間的差異來計算流量。

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  優點:


  沒有活動部件。


  性能可靠。


  非常精確的測量。


  低總誤差帶。


  可以測量任一方向的流量。


  缺點:


  不適合液體流量測量。


  在高溫(>50 o C)下測量氣體不是理想的選擇。


  5.浮子流量傳感器


  這是最簡單的流量測量技術之一。該方法通常涉及在錐形管中漂浮。當流體被迫進入錐形管和浮子之間時,會產生壓差,使浮子相應地運動。您可以通過讀取儀表的可視刻度來測量流量。

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  優點:


  成本。


  易于使用。


  缺點:


  手動測量。


  不適合高流量測量。


  最佳應用:它們廣泛用于許多應用,包括化學藥品,壓縮空氣和其他氣體。


  6.超聲波流量計類型


  超聲波流量傳感器依靠超聲波和多普勒效應來測量各種流體的體積流量。


  該技術非常準確,并且與介質的壓力,溫度和粘度無關。在空閑操作中,發射器發送超聲波,該超聲波在管道中反彈并從超聲波傳感器感知到。由于沒有流體運動,因此接收到的信號的頻率與發送器的頻率相同。一旦開始流動,接收到的波的頻率就比發射的波高或低(取決于流動的方向)。


  該頻率差可以轉換為流速。

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  優點:


  沒有活動部件。


  維護成本低。


  高精確度。


  缺點:


  高成本。


  無法測量不反映超聲頻率的流體。


  最佳應用:超聲波流量傳感器具有廣泛的應用范圍,從過程流到保管流。


  7.差壓流量計


  壓差傳感器使用伯努利方程測量通過電容式壓力傳感器的流量。差壓流量計使用層流板,孔板,噴嘴或文丘里管來創建人工收縮,然后測量流體通過收縮時的壓力損失。壓降越高,流速越高。這些堅固耐用,精確的儀表是各種清潔液體和氣體的理想選擇。

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  優點:


  沒有活動部件。


  精確的測量。


  運行可靠。


  缺點:


  不適合液體流量測量。


  需要操作引起的壓降,而使用其他技術可以避免這種壓降。


  最佳應用:由于它們的兼容性,可用于許多行業,例如電源,食品和飲料,醫療,航空航天和HVAC。


  8.科里奧利質量流量計


  科里奧利流量計的主要工作原理是使用振動管,其中的氣體流動會引起頻率變化或與質量流量成正比的相移。在空轉狀態下,管以預定頻率振動。隨著流體開始流動,管的振動與介質的流量成比例地變化。振動的這種變化由跨管的傳感器測量,然后轉換為流速。

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  優點:


  真正的質量流量測量。


  不受壓力,溫度和粘度的影響。


  不需要入口和出口部分。


  缺點:


  移動部件。


  環境振動會導致測量結果不準確。


  高成本。


  最佳應用:它們通常用于許多需要測量衛生和腐蝕性但相對清潔的氣體的工業部門。


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