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威力巴流量计测量原理


文章日期:2019-08-14|阅读数:


威力巴测量系统主要由威力巴、导压管、变送器、电器线路及计算机(或其他二次仪表)组成,正确地安装威力巴是保证精确测量的基础,参数的确定是精确测量的核心,下面华云仪表为大家整理威力巴流量计测量原理
威力巴流量计测量原理

威力巴流量计采用了完全符合空气动力学原理的工程结构设计,是一种在精度、功效及可靠性方面达到了当今较高程度的传感元件。威力巴流量计测量原理如图1所示,测量系统如图2所示。
 
威力巴流量计工作示意图
 
图1 威力巴流量计工作示意图
 
威力巴测量系统示意图
 
图2 威力巴测量系统示意图
 
威力巴子弹头截面形状的探头能产生精确的压力分布,固定的流体分离点;位于探头侧后两边、流体分离点之前的低压取压孔可以生成稳定的差压信号,并且有效防堵并可保持长期高精度。
 
在其前部产生一个高压分布区,高压分布区的压力略高于管道的静压。根据伯努利方程,流体流过探头时速度加快,在探头后部产生一个低压分布区,低压分布区的压力略低于管道的静压。传感器在高、低压区有按一定规则排列的多对(一般为三对)取压孔,分别测量流体的全压力,包括平均速度压力P1和静压力P2。将P1和P2分别引入差压变送器,测量出差压P=P1-P2,P反映流体平均速度的大小,以此可推算出流体的流量。多对取压孔可有效保持威力巴在使用时的长期高精度。

威力巴流量计相关公式系数说明

当流体流过威力巴流量计探头时,在其前部产生一个高压分布区,高压分布区的压力略高于管道的静压。根据伯努利方程原理,流体流过探头时速度加快,在探头后部产生一个低压分布区,低压分布区的压力略低于管道的静压。
 
流体从威力巴流量计探头流过后在探头后部产生部分真空,并且在探头的两侧出现漩涡,威力巴流量计均速流量探头能精确地检测到由流体的平均速度所产生的平均差压。
 
威力巴流量计和其他差压流量计一样都遵循伯努利方程
 
qV=KCΔp (1)
 
式中 qV———流体的体积流量;
 
K———流量系数;
 
C———流量常数(常数);
 
Δp———差压发生器产生的差压。
 
C为常数,要确定qV,必须确定K和Δp。
 
威力巴流量计根据空气动力学、流体力学理论、边界层理论和实际流体测试数据,经过5 a的探索,开创性地建立了威力巴流量探头的K的数学分析模型。
 
K=1/[1/(1-CbβV)+C] (2)
 
式中 Cb———边界层系数;
 
βV———阻塞系数。
 
这是对伯努利方程理论在具体应用上的补充。
 
1)K的精确度达+0.5%,由世界著名的独立的流量实验室经全面测试所证实。
 
2)K是线性的,它的变化与雷诺数的变化无关,保证了测量结果在高于10∶1的量程比下,测量都能达到+0.5%的精度。
 
3)威力巴流量计的流量系数比其他流量计更精确、更易得知。

威力巴流量计测量特点
 
高强度结构:威力巴流量计采用一体化双腔不锈刚耐磨防腐全金属结构,避免了其它类型均速管流量计多片式结构带来的腔室间渗漏和断裂,提高了传感器整体强度,降低了传感器断裂的可能性,保证了长期精度并有助于提高传感器的测量量程上限。
 
多点取压方式:威力巴流量传感器在高、低压区有按一定准则排布的多对取压孔,取压孔的间距经面积积分确定,能真实的检测到由流体的平均速度所产生的平均差压;即使直管段不够或流体波动较大时,也能较精确测得真实的流量。
 
特殊截面形状:威力巴流量探头采用特殊工艺制造的特殊截面形状所受到的牵引力最小,能够产生精确的压力分布,使流体与传感器的分离点固定。
 
前表面粗糙面处理:威力巴流量探头前面金属的表面,进行了粗糙化处理,根据空气动力学原理,流体流过粗糙表面,形成一个稳定的紊流边界层,有利于提高低流速状态的测量精度,使得流体在低流速时,探头仍可获得稳定精确的差压信号,从而延伸了传感器的测量量程下限,保持流量系数的稳定。

 
本质防堵设计:威力巴流量高、低压取压孔位置的本质防堵设计使均速管流量计的防堵水平达到了一个崭新局面。
威力巴流量计
 
威力巴流量计刚投入运行时,流体在管道静压的作用下,开始进入探头前部(迎流方向)的高压取压孔内腔,犹如带颈的瓶子放入水池灌满水一样,很快形成了压力平衡状态,在探头前部产生了一个高压分布区,流体及其中的颗粒杂质遇到高压区不再进入高压取压孔,而是绕道而行朝探头的两边分流渐开离去,在探头的后部形成一种涡流,一般情况下,颗粒杂质在涡街牵引力的作用下,集中在探头的后部,正如落叶总是落在背风处一样,由于低压取压孔在探头的侧后两边、流体分离点和杂质聚集区的前部,从而本质上防止了堵塞和涡流的信号波动,并由此产生一个非常稳定的低压信号。
 


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