淺析如何高效的避免BURKERT流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)磁干擾

    如果介質(zhì)中含有鐵磁性物質(zhì)，應(yīng)安裝磁過(guò)濾器；如果介質(zhì)中含有固體雜質(zhì)，應(yīng)考慮在閥門(mén)和直管段之間加裝過(guò)濾器；當(dāng)用于氣體測(cè)量時(shí)，應(yīng)管道壓力不小于5倍流量計(jì)的壓力損失，以使浮子穩(wěn)定工作；為了避免由于管道引起的流量計(jì)變形，工藝管線的法蘭必須與流量計(jì)的法蘭同軸并且相互平行，管道支撐以避免管道振動(dòng)和減小流量計(jì)的軸向負(fù)荷，測(cè)量系統(tǒng)中控制閥應(yīng)安裝在污水流量計(jì)的下游：流體振動(dòng)液體流量計(jì)：此類(lèi)流量計(jì)有二種類(lèi)型：渦街流量計(jì)和旋進(jìn)（旋渦進(jìn)動(dòng)）流量計(jì)。    渦街流量計(jì)具有許多特點(diǎn)，如輸出脈沖頻率信號(hào)，信號(hào)與流量為線性關(guān)系，便于總量計(jì)量，范圍度寬，壓損小，無(wú)可動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝維護(hù)等，不足之處為對(duì)流場(chǎng)規(guī)則性要求較高，需有較長(zhǎng)直管段，應(yīng)力式對(duì)管道機(jī)械振動(dòng)敏感，不宜使用于強(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)所。多年實(shí)踐證明，渦街流量計(jì)選型（合適的測(cè)量范圍）至關(guān)重要，安裝要求應(yīng)特別注意，有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)調(diào)整是必要的，這些都是提高使用效果的關(guān)鍵所在。

    BURKERT流量計(jì)的特點(diǎn)與渦街基本相同，只是有兩點(diǎn)區(qū)別：流量計(jì)壓損大得多和較短的直管段長(zhǎng)度要求。廠推出直讀式（現(xiàn)場(chǎng)顯示）流量計(jì)受到用戶(hù)歡迎，順便提一下，所有城市用天然氣皆應(yīng)該發(fā)展直讀式現(xiàn)場(chǎng)顯示流量計(jì)，它應(yīng)作為基本品種之一，是一種以總量計(jì)量為主的儀表。

    BURKERT流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、使用壽命長(zhǎng)。測(cè)量管內(nèi)無(wú)活動(dòng)部件和阻力部件，無(wú)壓損，不會(huì)產(chǎn)生阻塞 測(cè)量，抗干擾能力強(qiáng) 體積小、重量輕、安裝方便、維護(hù)量小、測(cè)量范圍寬，測(cè)量不受流體溫度、密度、壓力、粘度、電導(dǎo)率等變化的影響，可在老管道上開(kāi)孔改造安裝，施工安裝簡(jiǎn)單，工程量小。較一般電磁流量計(jì)的成本和安裝費(fèi)用低，特別適合大中口徑管道流量的測(cè)量。采用加工工藝，固態(tài)封裝、壽命長(zhǎng)、使儀表具有良好的測(cè)量精

    對(duì)電磁流量計(jì)的主要組件引起的壓力損失進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)量，比較了整流柵形狀、葉輪葉片數(shù)和后導(dǎo)流器不同結(jié)構(gòu)對(duì)壓損的影響程度。結(jié)果表明，后導(dǎo)流器相對(duì)整流柵和葉輪是產(chǎn)生壓力損失的主要因素，采取改進(jìn)的后導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，可以降低流量計(jì)的壓損，同時(shí)得到更好的儀表系數(shù)值，提高流量計(jì)準(zhǔn)確度。

    1 引言

    電磁流量計(jì)是葉輪式速度流量計(jì)，屬于速度式測(cè)量，即利用測(cè)量管道內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)速度來(lái)得到流量。置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比，通過(guò)測(cè)量葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到流體流速，從而得到管道內(nèi)的流量值。在選擇電磁流量計(jì)的時(shí)候，除了要求其具有準(zhǔn)確度高、量程大和起始流量小的外，壓損小也是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。流體通過(guò)電磁流量計(jì)的壓力損失越小，則流體由輸入至輸出管道所消耗能量就越小，由此可大大節(jié)約能源，降低輸送成本。本文將對(duì)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比測(cè)量，找出引起壓損的主要因素，為針對(duì)性地改進(jìn)設(shè)計(jì)提供基本實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

    2 結(jié)構(gòu)與壓力損失

    電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，主要組件包括整流柵、前導(dǎo)流器、葉輪以及后導(dǎo)流器等。當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊葉輪，對(duì)葉輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使葉輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而旋轉(zhuǎn)，在一定的流量范圍內(nèi)，葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。因此，葉輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)裝在機(jī)殼外的磁電轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為模擬電流量，進(jìn)而顯示為瞬時(shí)流量值和累積流量值。

    流體從機(jī)殼進(jìn)口流入，首先經(jīng)過(guò)整流柵進(jìn)行穩(wěn)流，再進(jìn)入前導(dǎo)流器，前導(dǎo)流器對(duì)流體有收斂作用，防止流體發(fā)生分離產(chǎn)生大的渦旋運(yùn)動(dòng)，前導(dǎo)流葉片對(duì)流體起導(dǎo)向作用，避免流體自旋而改變對(duì)葉輪葉片的作用角度，測(cè)量的準(zhǔn)確度。流體經(jīng)葉輪后將以螺線型方式向前流動(dòng)，加入帶葉片的后導(dǎo)流器對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)流，使流體沿管壁直線流動(dòng)，減少各種阻力引起的能量損失。流體通過(guò)流量計(jì)的壓力損失與介質(zhì)的密度、流速等有關(guān)，其計(jì)算公式為：

    △P= αρv2/2 （1）

    式中 △P - 壓力損失，Pa

    α - 壓損系數(shù)

    ρ - 介質(zhì)密度，kg/m3

    v - 流速，m/s

    由于ρ和v為流體流動(dòng)參數(shù)，不能隨意增減，因此只能盡量減小壓損系數(shù)α，以達(dá)到降低壓損的目的。壓損系數(shù)除了受流體粘性、管徑及管長(zhǎng)等因素影響外，還與流量計(jì)內(nèi)部各部件的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)。

    3 實(shí)驗(yàn)測(cè)量

    實(shí)驗(yàn)采用口徑DN=1OOmm，量程Q=60~600m3/h的電磁流量計(jì)，在吸氣式試驗(yàn)臺(tái)上分別對(duì)介質(zhì)為空氣（常壓）、不同形狀整流柵、不同葉片數(shù)葉輪和不同結(jié)構(gòu)的后導(dǎo)流器進(jìn)行測(cè)量。

    3.1 整流柵

    圖2為圓孔和方孔兩種形狀整流柵，整流柵直徑為1OOmm，寬為15mm。方孔流通面積約為圓孔流通面積的4/3。中間實(shí)體為固定整流柵螺釘位置。

    圖3是只改變整流柵條件下，流體經(jīng)過(guò)流量計(jì)的壓力損失曲線。由圖知，盡管方孔整流柵比圓孔增大了1/3的通流面積，但對(duì)流體壓損的影響并不。在小于300m3/h的范圍內(nèi)，兩者幾乎沒(méi)有差別，在Q=700m3/h處，方孔整流柵大使壓損降低300Pa，比圓孔整流柵改善約10％，在工作范圍60~600m3/h內(nèi)，方孔比圓孔平均改進(jìn)約2％，但方孔加工難度大于圓孔，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇整流柵。

    3.2 葉輪

    葉輪按照設(shè)計(jì)要求為葉片數(shù)z=12~20，葉片傾角α=30゜~45゜，重疊度為1~1.2，葉片與內(nèi)機(jī)殼間隙為0.5mm。為提高流量計(jì)的靈敏度，可適當(dāng)增加葉片數(shù)。

    本文在允許范圍內(nèi)分別選擇13和20個(gè)葉片數(shù)的葉輪進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果如圖4所示?？煽吹剑瑑蓷l曲線幾乎重合。說(shuō)明在允許范圍內(nèi)，葉輪葉片數(shù)的增減對(duì)壓力損失的影響可以忽略。但采用13葉片數(shù)的葉輪時(shí)，測(cè)得流量計(jì)起始流量為6.5m3/h，而采用20葉片數(shù)的葉輪，其起始流量為5.5m3/h，適當(dāng)增加葉片數(shù)，可以較地提高流量計(jì)的靈敏度。注意的是，增加葉片數(shù)會(huì)使重疊度增大，過(guò)大的重疊度將使流量計(jì)性能惡化。