淺析如何高效的避免BURKERT流量計現(xiàn)場磁干擾

    如果介質(zhì)中含有鐵磁性物質(zhì)，應(yīng)安裝磁過濾器；如果介質(zhì)中含有固體雜質(zhì)，應(yīng)考慮在閥門和直管段之間加裝過濾器；當(dāng)用于氣體測量時，應(yīng)管道壓力不小于5倍流量計的壓力損失，以使浮子穩(wěn)定工作；為了避免由于管道引起的流量計變形，工藝管線的法蘭必須與流量計的法蘭同軸并且相互平行，管道支撐以避免管道振動和減小流量計的軸向負(fù)荷，測量系統(tǒng)中控制閥應(yīng)安裝在污水流量計的下游：流體振動液體流量計：此類流量計有二種類型：渦街流量計和旋進(jìn)（旋渦進(jìn)動）流量計。    渦街流量計具有許多特點，如輸出脈沖頻率信號，信號與流量為線性關(guān)系，便于總量計量，范圍度寬，壓損小，無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝維護(hù)等，不足之處為對流場規(guī)則性要求較高，需有較長直管段，應(yīng)力式對管道機械振動敏感，不宜使用于強振動場所。多年實踐證明，渦街流量計選型（合適的測量范圍）至關(guān)重要，安裝要求應(yīng)特別注意，有時現(xiàn)場適當(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流量計的特點與渦街基本相同，只是有兩點區(qū)別：流量計壓損大得多和較短的直管段長度要求。廠推出直讀式（現(xiàn)場顯示）流量計受到用戶歡迎，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)場顯示流量計，它應(yīng)作為基本品種之一，是一種以總量計量為主的儀表。

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

    對電磁流量計的主要組件引起的壓力損失進(jìn)行了對比實驗測量，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)對壓損的影響程度。結(jié)果表明，后導(dǎo)流器相對整流柵和葉輪是產(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)，可以降低流量計的壓損，同時得到更好的儀表系數(shù)值，提高流量計準(zhǔn)確度。

    1 引言

    電磁流量計是葉輪式速度流量計，屬于速度式測量，即利用測量管道內(nèi)介質(zhì)流動速度來得到流量。置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比，通過測量葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到流體流速，從而得到管道內(nèi)的流量值。在選擇電磁流量計的時候，除了要求其具有準(zhǔn)確度高、量程大和起始流量小的外，壓損小也是一個關(guān)鍵指標(biāo)。流體通過電磁流量計的壓力損失越小，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。本文將對流量計進(jìn)行實驗對比測量，找出引起壓損的主要因素，為針對性地改進(jìn)設(shè)計提供基本實驗依據(jù)。

    2 結(jié)構(gòu)與壓力損失

    電磁流量計結(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)流體通過管道時，沖擊葉輪，對葉輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩，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)速通過裝在機殼外的磁電轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為模擬電流量，進(jìn)而顯示為瞬時流量值和累積流量值。

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

    △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、管徑及管長等因素影響外，還與流量計內(nèi)部各部件的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)。

    3 實驗測量

    實驗采用口徑DN=1OOmm，量程Q=60~600m3/h的電磁流量計，在吸氣式試驗臺上分別對介質(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)過流量計的壓力損失曲線。由圖知，盡管方孔整流柵比圓孔增大了1/3的通流面積，但對流體壓損的影響并不。在小于300m3/h的范圍內(nèi)，兩者幾乎沒有差別，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)實際情況選擇整流柵。

    3.2 葉輪

    葉輪按照設(shè)計要求為葉片數(shù)z=12~20，葉片傾角α=30゜~45゜，重疊度為1~1.2，葉片與內(nèi)機殼間隙為0.5mm。為提高流量計的靈敏度，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個葉片數(shù)的葉輪進(jìn)行了測量，結(jié)果如圖4所示?？煽吹?，兩條曲線幾乎重合。說明在允許范圍內(nèi)，葉輪葉片數(shù)的增減對壓力損失的影響可以忽略。但采用13葉片數(shù)的葉輪時，測得流量計起始流量為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的靈敏度。注意的是，增加葉片數(shù)會使重疊度增大，過大的重疊度將使流量計性能惡化。