多普勒超声流量计在石油化工领域中的应用

本文介绍了超声多普勒流量计的计量及工作原理。并介绍了流量计在化工行业使用的重要情况, 以及各种流量计所具备的优势及多普勒超声流量计的使用方法。

多普勒潮水流量计的基本工作原理是建立在多普勒效应的基础上。根据物理学上的多普勒效应, 在声源和研究对象之间存在相对运动的前提, 研究对象加收到的声波频率有别于声源, 并且这个因相对运动而产生的频率变化与两物体之间的相对速度有一定联系, 呈正相关[1]。

超声多普勒流量计在测定时, 固定声源往往是超声波发射器, 是随着流体运动的颗粒充作研究对象。固体颗粒相对固定声源二者之间发生相对运动, 并起到反射超声波完成数据接收的任务。声源与小颗粒之间发生相对运动发生多普勒频移, 该频移程度与流速正相关, 根据频差的测定可以根据频移公式获得流速, 进一步计算出来流体的流量, 流量测量的任务得以完成。

自动化仪表与装置中大类仪表之一就是流量仪表, 在化工行业中广泛应用。流量计除了作为过程自动化控制系统的检测仪表外, 还具有测量物料数量的总量的功能。流量计的合理使用可以使化工生产效率大幅增长, 生产安全得以保障, 能源浪费情况也得以缓解。

电磁流量计是一种原理基于法拉利电磁感应定律测量导电液体体积流量的仪表。使用的前提是该类型流量计所测液体必须具有所需要的电导率。除此之外, 所测的液体电导率的分布大致上分布比较均匀, 不适用于电导率很低的液体的测量。气体、蒸汽等也流体也无法使用电磁流量计, 含有较多较大气泡的液体测量使用电磁流量计也会受到干扰。

内衬材料和电极材料也要根据不同的使用温度和介质的腐蚀程度进行挑选。此外电磁流量计的安装需保持水平, 尤其是测量电极的轴线必须处于水平方向, 管道的中心线与之相互垂直。电磁流量计的变送器为了避免指针在管内无液体时因为光的影响使人觉得不在零位, 应安装于长久存有液体的位置并且避免震动的发生, 从而避免错觉的发生。

由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成的涡轮流量计也在石油化工行业有很大程度应用。其原理的核心是产生漩涡, 液体沿着管道的轴线方向不断运动加速冲击至涡轮机的叶轮上, 涡轮不断旋转, 叶轮的叶片做周期性运动, 不断地切割电磁铁发出的磁感线, 周期性进行的切割磁感线作用, 线圈的磁通量发生改变, 产生电信号。电信号送至涡轮变送器转变为脉冲信号, 通过于放大器的放大作用, 进入显示仪表分析仪中, 完成流量的测量。

涡轮流量计在使用时首先要确保被测量液体不能腐蚀涡轮, 尤其是轴承所在的位置。若腐蚀的情况无法避免, 也尽可能确保轴承不被腐蚀, 优先选择耐酸耐碱耐腐蚀材料的轴承, 如四氟乙烯、石墨碳材料等。管道的清洁也十分重要, 应加入过滤器过滤掉杂质, 避免涡轮、轴承等结构卡住, 无法测定流量。

首先输入MENU 0 8按钮, 此时如果窗口显示出了“R”标志便说明多普勒流量计可以正常工作。但是如果窗口的显示屏幕出现了“E”标志, 那么就代表了电流的环输出超过了100%的量程, 此错误情况就和58号窗口设置相关了。我们可以在58号窗口增加输入的数值, 按照正常情况“E”字样就不会再次显示了;当然如果电流环的功能不被使用, 这个标志的影响可以忽略不加以考虑。

上百个独立的窗口来直观的表示, 这些窗口在输入的所以参数, 仪器设置和显示出来的结果后会被统一处理后划分出来, 此时使用者便可以使用“访问”特定窗口来达到显示测量结果的目的了。一般窗口会使用两位数字来告知信息, 形成从00到99这两位数的编号, 然后是字母数字的组合。其中窗口号码也可以叫窗口地址码, 是表示特殊意义的。

访问窗口具有一定的快捷方法, 是在任何模式的时候, 输入MENU, 再输入两位数的窗口地址号码。例如查看管道外径的参数, 便可以在窗口地址上输入MENU 1 1。

窗口本身一共分为数据型 (例如M11) 、选择项型 (例如M14) 、纯显示型 (例如M00M)

(1) 当访问数据型的窗口, 就能够查看对应数据型的参数, 当然也可以修改。若想修改数值可直接输入需要的数值键然后回车ENT, 另一种方法是先输入回车按钮ENT之后输入数字键, ***后再回车ENT进行***终确认。

例如想要输进管道的外径数值, 可以按照如下输入:MENU 1 1来进入预设的11号窗口, 这里看到的数值是上次输入的数值, 输入ENT键后, 在屏幕第二行左端显示“>”和闪动的光标, 输入数值参数;

(2) 如果想访问选择型的窗口, 我们可以查看对应所选择的选择项。如果欲进行修改, 必须先输入回车ENT, 这时屏幕左边将出现“>”和闪动的光标, 表示进入可修改选择状态。使用者可使用▲/+和▼/-键移出所要的选择值后, 输入ENT键即可确认;我们也能直接输入数字, 比如输入ENT键确认。例如不锈钢是我们的管道的材质, 输入MENU 1 4, 就可以看到进入了14号窗口, 输入ENT, 就会进入了修改模式。这时通过▲/+和▼/-键移出“1.不锈钢”这个选项, 然后输入ENT键确认;也可在修改状态下直接输入数字键1, 屏幕第二行将显示我们的“1.不锈钢”, ***后输入ENT键确认即可完成我们***后要的。

本文简单的介绍了化工行业流量计的种类以及使用注意事项。同时描述了多普勒超声流量计在化工厂中的具体操作方法。总而言之多普勒流量计为化工的流量计提供了一种新的思路。