ZEPHYR数字微压计在流量测量中的应用

　　我公司由于生产的连续性,有许多孔板流量计无法检修清洗(或更换),使测量示值严重偏离实际值。我们结合本公司的实际情况,采用了一种由ZEPHYR数字微压计与Solomat皮托管组成的测试系统对管道流量进行在线动态测试,并通过比对的方法,对在用流量测量系统进行修正,使被测量值更接近于管道内的实际流量值。

　　一、工作原理

　　1·系统组成及原理

　　测试系统由ZEPHYR数字微压计和Solomat皮托静压管共同组成。皮托管为一次装置,数字微压计为二次装置。皮托管将在充满流体的管道中测得的差压信号ΔP送到数字微压计的输入端,数字微压计内部的转换部分将ΔP变换成电信号,经过内部运算后,将工况值(如压力、流速、体积流量等)直接在显示屏上显示出来,也可将此信号储存在存储器中。通过键盘设定,还可以输入被测介质的温度、压力值,对被测流量进行温度、压力补偿,使被测流量更加真实可靠。

　　2·皮托管测量原理

　　用皮托管测量管道中的差压如图一所示。

　　在流动的流体中,与流速垂直的取压孔内的压力Pt是静压力与动压力的和(即总压力),而与流速平行的取压孔内的压力Ps为静压力,将Ps与Pt用导压管引出,两者之差即为△P。皮托管就是利用这一原理工作的。由以上原理可知△P=Pt-Ps,根据伯努利原理,可以建立差压△P与流速V的关系:

　　3·流体在圆管内的流速分布

　　一般工况条件下,流体在圆管内的流动状态如图二所示。

　　流速分布规律可用下式表示:

　　式中:Vx———距管路中心轴rx处的流速;

　　Vm———管路中心轴上的流速;

　　R———管路半径;

　　rx———距管路中心轴之距离;

　　n———指数值。

　　n值为随雷诺数RD的值变化而变化的常数,根据德国尼库拉兹的测量结果可知,在一般工况中,RD值在104~107之间,其对应的n值在7~10之间。

　　由(2)式可知,管路中心的流速最大,越是靠近管壁,则流速越小。而用皮托管测量时,所测得的流速均为某点的流速。要求得管道内的流量值Q,则必须知道管道的截面积和平均流速。流量Q与管道截面积S、平均流速V的关系为:

　　4·平均流速

　　根据(3)式,对管路的总面积进行积分:

　　因此,只要测得管道中的最大流速Vm,就能获得管道中的流量值。

　　二、ZEPHYR数字微压计主要性能特点

　　ZEPHYR是一种便携式微压计,可用于测量不同的压力或与皮托静压管联合使用,测量管道中流体的流速或体积流量。在0~12kPa的范围内,所有差压均可加至ZEPHYR输入端之间,被测量以4位有效数字显示;手动或自动选定最适当的测量范围,以期获得最佳分辨率;为测量结果选定最恰当的单位;对测量结果进行阻尼显示,以消除被测量瞬时波动的影响,具有求平均值的功能,以提供既定测量结果的平均值;记录功能可以按照既定的时间间隔或人工计时自动存储一系列测量值,通过数字输出联接器,可将这些信息传输给微机进行分析处理;输入相关的温度和压力,针对测量介质的密度,其流量测量值可以得到校正。应用TC-500皮托管(带温度测量控头),则温度输入将自动地用于校正测量结果;自动调零功能。当测量过程中环境温度发生变化时,自动调零装置在使用过程中非常有用,每隔大约五分钟,ZEPHYR通过断开外界压力,并将两个压力输入端口对接约五秒钟,自动调零位,保证测量值的准确性。