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熱式氣體環室孔板流量計的電路設計介紹

  熱式環室孔板流量計測量電路的總體框圖,其中A/D轉換器、查表計算和顯示(或傳輸)由單片機實現。橋式電路實現了保持ΔT/RH為定值的目的,當流體的環室孔板流量發生變化時,電橋失去平衡,控制電路測量出不平衡電壓,通過改變加熱電流,使電橋重新處于平衡狀態,加熱電流通過電流測量電路轉化成電壓信號,送入A/D轉換器,轉換后的數據經查表、計算,求出對應的環室孔板流量,再顯示(或傳輸)給其他設備。

圖1
    熱式環室孔板流量計橋式電路包括運算放大器OP07-1、三極管9014、測溫鉑電阻RT、測速鉑電阻RH和精密電阻R1,R2,R3,R4,R5.測速鉑電阻RH位于橋式電路的一臂,其通以較大的電流,使之加熱。測溫鉑電阻RT位于橋式電路的另一側,為了使它自身不產生熱量,以保證測量溫度與流體溫度相等,通過它的電流必須很小,因此RT的電阻值應較大,但如果RT值過大,則測量的熱慣性也增大,儀表的響應速度減慢。為了解決此問題,在電路中采用了副電橋(副電橋由OP07-1,9014,RT,R3,R4,R5組成),副電橋相當于一個等效大電阻。
 
    由儀表的工作原理可知,比值ΔT/RH應保持恒定。這一點可以通過以下計算來證明:設在工作狀態1的情況下,流體溫度為t1,測速鉑電阻溫度為T1,熱式環室孔板流量計測速鉑電阻的阻值為RH1,測溫鉑電阻的阻值為RT1;在工作狀態2的情況下,流體溫度為t2,測速鉑電阻溫度為T2,測速鉑電阻的阻值為RH2,測溫鉑電阻的阻值為RT2。

環室孔板流量計詳細資料:
MY-LGKH系列環室孔板流量計是一種采用環室取壓的孔板節流裝置,是測量流量的差壓發生裝置。配合各種差壓計或差壓變送器可測量管道中各種流體的流量。環室孔板流量計廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、輕工等部門。
一、孔板流量計的測量原理:
充滿管道的流體,當它們流經管道內的節流裝置時,流束將在節流裝置的節流件處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力低,于是在節流件前后便產生了壓力降,即壓差,介質流動的流量越大,在節流件前后產生的壓差就越大,所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連續性定律為基準的。
一體化孔板流量計是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體,并能進行溫度、壓力自動補償的新一代流量計,該環室孔板采用先進的微機技術與微功耗新技術,功能強,結構緊湊,操作簡單,使用方便。
二、環室孔板流量計的特點:
1.孔板流量計節流裝置結構易于復制,簡單、牢固,性能穩定可靠,使用期限長,價格低廉。
2.孔板計算采用國際標準與加工
3.孔板流量計應用范圍廣,全部單相流皆可測量,部分混相流亦可應用。
4.標準型節流裝置無須實流校準,即可投用。
5.一體型孔板流量計安裝更簡單,無須引壓管,可直接接差壓變送器和壓力變送器。
三、孔板流量計的取壓方式:
1、環室取壓標準孔板:屬標準孔板。由于實現了環室取壓,提高了測量精度,縮短了安裝時所需zui小直線管段長度,可在各部門普遍應用。
2、角接單獨鉆孔取壓標準孔板:
 屬標準孔板。當管徑在400毫米以上時,多采用此種形式。取壓方式為法蘭單獨鉆孔取壓、圓形均壓環取壓或方形均壓環取壓。孔板形式可為帶柄孔或非標準的圓缺孔板等。
3、法蘭取壓標準孔板:屬標準孔板。它不論管道直徑大小,其上、下游取壓孔中心均位于距孔板兩側端面各式各1時(25.5mm)處,煉油系統普遍采用此種形式。
4、徑距取壓標準孔板:
屬標準孔板。取壓方式為管道取壓。上游取壓孔中心位于孔板前面一倍管道內徑處。下游取壓孔中心位于距離孔板后端面為管內徑之半的地方。
5、小口徑孔板:屬非標準孔板。用于測量10毫米至50毫米管徑內流體的測量。
6、雙重孔板:是由相互按一定距離安裝在直管道中的兩塊標準孔板組成。依流束方向而言,前面的孔反稱為輔孔板,后面的孔板稱為主孔板。輔孔板的截面比m1大于主孔板的截面比m。兩塊孔板構成了類似帶液壁的噴咀。它用于低雷諾數流體或高粘度的流量測量。
7、圓缺孔板:屬非標準孔板,適用于臟污的、或有氣泡析了的、或含有固體微粒的流體流量的測量,其測量精度較低。
8、錐形入口孔板:屬非標準孔板。圓形錐與中心線夾角呈45°,這種錐形入口孔板能適用于雷諾數很低的場合,但管道尺寸不得小于25毫米。
三、孔板流量計選型表:

型 號 說 明
MY-LGKH 節流裝置(孔板流量計)
  代號 按其結構特征的兩大基本分類
  K 孔板
  P 噴嘴等
  代號 按其結構形式細分
  H 標準孔板(環室)
  Y 標準孔板(法蘭)
  K 標準孔板(鉆孔)
  I ISA 1932噴嘴
  L 長徑噴嘴
  W 文丘利噴嘴
  G 經典文丘利管
  S 雙重孔板
  Q 圓缺孔板
  Z 錐形入口孔板
  R 1/4圓孔板
  P 偏心孔板
  N 整體(內藏)孔板
  X 楔形孔板
  T 不在上述之列的特殊節流裝置
  代號 口徑(mm)
  10~1600 通徑:DN10~1600mm
  代號 公稱壓力(105Pa)
  2.5 2.5
  10 10
  16 16
  25 25
  64 64
  100 100
  200 200
  代號 介質
  Y 液體
  Q 氣體
  Z 蒸汽
  GY 高溫液體
  代號 材質
  1 法蘭碳鋼,孔板芯不銹鋼
  4 全304不銹鋼
  6 全316不銹鋼
  T 其它材質(訂貨時說明)
  代號 配件
  0
  1 截止閥
  2 冷凝管
  3 三閥組
  代號 其它
  C 差壓變送器
  X 流量積算儀
  B 溫壓補償(熱電阻、壓力變送器)
     
 
    熱式環室孔板流量計選擇RT0=100Ω,RH0=20Ω,經過實驗驗證,測速鉑電阻的溫度與環境溫度相差70~80℃,測量效果較好,一般環境溫度在20℃左右,若測速鉑電阻工作選為100℃。

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