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  WELKIN(纬尔科恩)——推出新型靶式流量计  
 

靶式流量计是60年代随着工业生产中迫切需要解决高粘度、低雷诺数流体的测量而发展起来的流量仪表。它通过一块靶板将流体所携带的动压能转化为对靶的作用力,再经过检测靶板所受作用力的大小,从而得到相应的流速及流量。这种通过应用流体动压力测量流量的方法,以其结构简单、适用于高粘度、低雷诺数的流体及含有微小颗粒的流体的测量而得到广泛的应用。
1、传统靶式流量计性能分析
由于传统靶通过杠杆力平衡原理或矢量机构平衡原理来进行流量信号与输出信号的转换处理(见图1,2),因此在实际应用中显现出许多不尽人意的缺陷。

图1 气动靶式流量计动作原理示意图


1)由于构成矢量机构及转换单元的原件(如封膜、检测放大器)受温度影响较大,因此不能耐较高的介质温度,使用温度一般小于150℃。
2)由于气动靶的气动变送器、换能器本身是振荡的,因此需要装阻尼装置才能使用,而且当仪表感受介质压力波动、冲击时极易加剧振荡,影响稳定作用。
3)电动靶电磁反馈系统、信号检测放大器易受外界磁场影响,一般要求外磁场强度小于400A/m。
4)变送部分采用矢量机构,存在大量可动元件,易磨损变形,不能长期稳定工作,精度低(一般为±1.5%以上),调校工作量大、且复杂、要求高。
5)要求管道振动频率应小于25Hz,全振幅应小于0.1mm,对管道内介质的脉动压力冲击、温度冲击敏感,投运要求高,需旁路管道,安装费用高,维护量大。
6)口径一般在200mm以下,不适宜大管径测量,使用范围受到限制。
7)由于自身结构的限制,流量计受力范围一般在8~80N之间,即被测介质对靶的冲击力不应超过80N,也不应小于8N。又由于F ∝ V²,因此量程比为3:1左右。
8)正是由于以上缺陷的存在,极大的影响了靶式流量计在实际生产中的推广。特别是近十年,由于大量新型仪表的出现,靶式流量计的应用更现日趋减少。
2、WELKIN(纬尔科恩)靶式流量计性能分析
为了更好地解决高粘度、低雷诺数、低流速流体的测量以及部分高温、高压介质的测量,美国WELKIN公司在充分总结了传统靶式流量计结构、特性的基础上,运用先进的压敏电阻式应变片技术,加之更为科学合理的结构设计,推出了一种全新概念的靶式流量计。完全避免了传统靶式流量因结构缺陷而带来的性能缺陷,极大的提高了测量精度、长期稳定性及对各种工况的适应性。同时还具有安装简便、无需维护、响应快、重复性好的特点。
2.1 测量原理
WELKIN(纬尔科恩)靶式流量计结构图3所示。

靶板的受力经不锈钢靶杆传递给压敏电阻应变片,再经应变片电阻构成的惠斯登电桥把力转换成与流速平方成正比的电信号。在应变片桥路中应变片A2,A4朝向介质流动的方向;A1,A3背向介质流动的方向。受力后A2,A4受挤压,电阻减小;A1,A3受拉伸,电阻增大。此时电桥平衡被打破,产生与流速平方成正比的电信号。
2.2性能分析
从上述转换机构中可以看到,WELKIN(纬尔科恩)靶式流量计具有许多优良的性能。
1)整台仪表结构中无可动元件,应变片不与被测介质接触,从而保证了仪表具有良好的精度(管道式±0.5%,插入式±1%)、重复性(±0.15%)、长期稳定性(一般4~5年校验一次)及抗腐蚀性。不存在零部件磨损,降低了仪表故障率。优质的不锈钢靶杆可承受较大的流动应力,抗震性高,不怕管道震动,可测量脉动流,也可测双向流。量程比为(15: 1)性能优越的压敏电阻应变片,加上独特的结构设计,一般可在-54~218℃的温度范围中使用,最高温度可达260℃,因而可测量各种高低温液体、气体及蒸汽,不怕温度冲击。同时靶式流量计还具有良好的耐压性能,可选择6.9Mpa、34.5Mpa 、69Mpa三种耐压等级。能适应于各种苛刻的实际工况要求。对于液体测量只要雷诺数大于1000,便可保证高精度测量。对于气体测量则一改传统靶不能用于气体测量的局限性,能对气体实现高精度测量, 在某些场合其性能指标甚至优于孔板、涡街等流量仪表。
2)具有多种安装连接方式。管道式安装有法兰、夹持式、NPT及37℃锥管螺纹四种连接方式。插入式则有固定安装及在线可插拔两种方式供选择。适用于各类管道口径并可测量双向流。不会因介质挥发、冷凝,结晶而产生测量故障。1~2个动静密封点,大大降低了泄漏率,便于日常维护,在减少了现场人员工作量的同时,有效地防止了现场由于跑、冒、滴、漏造成的污染问题。无需保温伴热,降低了日常维护及系统运行费用,也降低了由于外界因素造成的仪表故障率。确保了生产系统的长期稳定运行。对于大口径管道,极低的管道压损(一般为孔板的33%~50%),减少了管道输送能耗。提高了生产系统的综合经济效益。
3)通过选配多种实用型变送器,可灵活多样的实现与DCS,PLC等系统的连接,满足了用户不同的使用要求。同时,通过就地挂重法校验,可方便地满足用户在现场调校的工作要求,解决了一些单位因无流量校验装置而不能定期校验流量仪表的困难。
综上所述不难发现,WELKIN公司推出的靶式流量计在继承和发展了原有测量原理的基础上,通过运用新技术、新设计、新结构,已与传统意义上的靶式流量计具有了本质上的不同。在短短的几年内,通过在大庆石化、齐鲁石化、辽化聚酯厂、金山石化、茂名石化、独山子石化、杭州炼油厂、德阳美丰化肥厂等多家石油化工企业现场中的稳定运行,表明WELKIN(纬尔科恩)靶式流量计的确为当今工业生产领域又提供了一种性能价格比极为优良的流量检测仪表。

 
  来源:美国伟业国际控股有限公司     日期:2007-6-14  
   
 
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