Каковы характеристики ацетиленовых расходомеров при измерении различных скоростей потока и что вызывает проблему ограничения расхода?

Знаете ли вы, почему при различных измерениях расхода существуют разные ситуации с производительностью и почему расход ограничивается при использовании ацетиленовых расходомеров?Редактор предоставил для всех анализ и подробную информацию по следующим пунктам.Давайте вместе посмотрим и разберемся, что же это на самом деле?

В настоящее время в промышленном производстве существует множество типов расходомеров, которые работают на основе различных принципов измерения, таких как механические принципы, тепловые принципы, электрические принципы и оптические принципы.Расходомер ацетилена — это объемный расходомер, который использует принцип вихревой дорожки Кармана для измерения объемного расхода, стандартного объемного расхода или массового расхода газа, пара или жидкости.В основном используется для измерения расхода жидкостей в промышленных трубопроводах, таких как газы, жидкости, пар и другие среды.Характеристики: небольшая потеря давления, большой диапазон, высокая точность и практически независимая от таких параметров, как плотность жидкости, давление, температура и вязкость при измерении объемного расхода в рабочих условиях.Отсутствие подвижных механических частей, что обеспечивает высокую надежность и низкие эксплуатационные расходы.Параметры прибора могут быть стабильными в течение длительного времени.Расходомер ацетилена оснащен пьезоэлектрическим датчиком напряжения с высокой надежностью и может работать в диапазоне рабочих температур от -20 ℃ до +250 ℃.Существуют аналоговые стандартные сигналы и цифровые импульсные выходы сигналов, которые легко использовать в сочетании с цифровыми системами, такими как компьютеры.Это относительно продвинутый и идеальный измерительный прибор.Ацетиленовые расходомеры имеют значительные преимущества по своим принципам, конструкции, установке и обслуживанию, эксплуатационным затратам и энергопотреблению, что делает их одним из лучших вариантов для газов и жидкостей с низкой вязкостью в настоящее время.Однако ацетиленовые расходомеры имеют технические трудности, которые необходимо преодолеть в некоторых аспектах.Далее мы в основном рассмотрим некоторые ограничения при обнаружении расходомеров ацетилена в условиях низкой и высокой скорости потока, а также предложим некоторые решения и эффекты реализации.

1. Преимущества и недостатки ацетиленовых расходомеров

Ацетиленовые расходомеры во многих случаях превосходят традиционные расходомеры с диафрагмой.Например, в одном измерительном контуре диафрагменного расходомера имеется около 20 статических точек уплотнения.Для сравнения, у ацетиленовых расходомеров всего три точки статического уплотнения, что делает их менее склонными к утечкам.На них не влияют температура жидкости, давление, плотность и т. д., а коэффициент расхода остается неизменным в течение длительного времени.Однако существуют и некоторые проблемы с использованием расходомеров ацетилена.

1) В связи с тем, что исходный сигнал ацетиленового расходомера является частотным сигналом, ацетиленовый расходомер фактически является цифровым прибором.Пока он может работать должным образом, его точность должна быть гарантирована.Но если он не может работать должным образом, возникающая ошибка измерения будет очень большой, и даже тенденция изменения расхода не может быть указана, и он совершенно не сможет работать.

2) Подъемная сила вихря прямо пропорциональна квадрату скорости потока и прямо пропорциональна плотности жидкости.Поэтому при уменьшении расхода вихревой сигнал резко ослабевает во втором порядке зависимости, при этом вихревой сигнал газа значительно ниже, чем жидкости.При использовании для обнаружения потока газа вихревой сигнал слабый из-за низкой плотности и скорости потока, которые могут легко затеряться в помехах.Расходомер не может правильно идентифицировать вихрь, что приводит к сбою измерения.

3) Из-за чувствительности датчиков расходомера ацетилена к обнаружению небольших вихревых подъемных сил при низких скоростях потока конструкция датчика напрямую ограничена.Ниже будут проведены некоторые обсуждения в ответ на вышеуказанные вопросы.

2. Принцип работы и конструкция ацетиленового расходомера.

2.1 Принцип работы ацетиленовых расходомеров часто встречается в повседневной жизни, например, явление вихревой улицы.Например, флаг на ветру раскачивается из-за вихревой дорожки, создаваемой флагштоком.Чем сильнее ветер, тем быстрее качается флаг – частота колебаний пропорциональна скорости ветра.При проектировании опор мостов, дымоходов и высотных зданий также необходимо учитывать разрушительную силу вихревых улиц.Расходомер ацетилена основан на принципе явления вихревой улицы в повседневной жизни, когда в трубопровод вставляется колонна соответствующего размера и формы (т. е. генератор вихревой улицы).Когда жидкость протекает, по обеим сторонам вихревой улицы после появления тела генерируются чередующиеся вихри, и этот тип вихрей называется вихрем Кармен.Частота вихря прямо пропорциональна скорости потока.Ее можно представить следующим уравнением: F=ств/d В уравнении (1) f – частота вихря;V – средняя скорость жидкости, протекающей через генератор вихревой дорожки;D – ширина поверхности потока генератора вихревой дорожки;St — число Струхаля в диапазоне значений от 0,14 до 0,27.При измерении обычно полагают, что St=0,2.Исходя из этого, измеряя частоту вихря, можно рассчитать среднюю скорость v жидкости, протекающей через генератор вихревой дорожки, а затем скорость потока q можно рассчитать по следующему уравнению: Q=vA.Среди них A представляет собой площадь поперечного сечения жидкости, протекающей через тело, образующее вихрь.

2.2 Конструкция расходомера ацетилена

Базовая конструкция ацетиленовых расходомеров состоит из двух частей: датчиков и преобразователей.Датчик включает в себя генератор вихрей, компоненты обнаружения и т. д.;Преобразователь включает в себя схему усиления, схему фильтрации и формирования и схему цифро-аналогового преобразования;К распространенным типам вихревых уличных генераторов относятся цилиндрические, Т-образные, четырехугольные и треугольные колонны.В настоящее время он широко используется, и обратная связь с генератором вихрей треугольного столбчатого типа хорошая.Компоненты обнаружения включают пьезоэлектрические пластины, термисторы, ультразвуковые волны и дифференциальные конденсаторы тензодатчиков.Преобразовательная часть в основном интеллектуальная, и в ней установлены все микропроцессорные чипы.Вихревой поток можно устанавливать непосредственно на трубопроводах, он отличается высокой взаимозаменяемостью, небольшим объемом и высокой точностью долгосрочной работы, что делает его пригодным для измерения большинства жидкостей, паров и газов.

3. Ограничение измерения малого расхода и низкого расхода основано на принципе ацетиленовых расходомеров.Сила сигнала потока пропорциональна квадрату скорости потока, то есть при уменьшении скорости потока вихревой сигнал резко уменьшится в квадратичном соотношении.

На рис. 2 показана запись формы сигнала вихревой улицы при увеличении скорости потока от нуля.В тех же условиях вихревая сила, создаваемая при скорости потока газа 1 м/с, составляет всего 1/25 от силы при скорости потока 5 м/с.Для обеспечения регистрации малых расходов необходимо иметь чрезвычайно высокую чувствительность обнаружения вихревых колебаний, усиливающих сигнал расхода в тысячи раз, что делает ацетиленовый расходомер чрезвычайно чувствительным к вибрации паропроводов.При отсутствии расхода фактической индикацией является сигнал вибрационных помех, что является основной проблемой при практическом применении ацетиленовых расходомеров.Компонент обнаружения расходомера ацетилена использует пьезоэлектрические чипы для определения частоты f вихря, тем самым получая сигнал напряжения.Этот сигнал напряжения должен пройти через схему усиления и триггерное устройство для преобразования частоты вихря * * * в импульсный сигнал, который может отображать прибор.Этот импульсный сигнал отправляется обратно на устройство преобразователя для преобразования его в измеренный расход, который может быть отображен.Среди них можно регулировать коэффициент усиления A усилителя и пороговое напряжение триггера.

Как показано на рисунке 3. На рисунке 3 напряжение входного сигнала равно E, сигнал шума преобразуется во входную клемму напряжения как V, пороговое напряжение U выводится как u через усилитель, а коэффициент усиления усилителя равен А. Поскольку u=AU, изменение A или U имеет тот же эффект.Как показано на рисунке 4. Чтобы сделать выходной сигнал триггера действительным сигналом, необходимо сделать входной действительный сигнал u триггера намного большим, чем шумовой сигнал.Следовательно, необходимыми условиями нормальной работы ацетиленовых расходомеров являются: E>u>V.При измерении малодебитных и малодебитных жидкостей с помощью ацетиленовых расходомеров на основании приведенного выше анализа необходимо увеличить соотношение сигнал/шум, попытаться увеличить эффективный сигнал входного расхода и уменьшить амплитуду. интерференционного сигнала, генерируемого механической вибрацией.Следовательно, структурную форму резистивной жидкости можно изменить, чтобы датчик мог лучше воспринимать частоту пульсации вихря, что может значительно увеличить амплитуду эффективного сигнала.Другой, более практичный и эффективный метод — установить пару симметричных пьезоэлектрических кристаллов на обоих концах вихревого генератора, использовать дифференциальный пьезоэлектрический датчик для обнаружения сигнала и использовать схему дифференциального усиления для усиления сигнала, как показано на рисунке 4. В связи с тем, что помехи, создаваемые механической вибрацией в цепи, оказывают одинаковую силу на два пьезоэлектрических кристалла, а вихри жидкости поочередно генерируются с обеих сторон блокирующей жидкости, сигнал, создаваемый помехами, усиливается за счет дифференциального усиления. , и сигналы механической вибрации нейтрализуют и ослабляют друг друга из-за того же эффекта.Однако сигналы потока противоположных пьезоэлектрических кристаллов суммируются и усиливаются.В результате помехи сигналов механической вибрации значительно уменьшаются.

4. Обычно считается, что ограничением измерения высокого расхода и высокого расхода является то, что скорость потока пара в трубопроводе не превышает 60 м/с.При выборе расходомера достаточно диапазона 60 м/с.Однако при использовании онлайн-анализа спектра в реальном времени было обнаружено, что трубопроводы ниже 80 часто имеют высокие скорости потока, превышающие 80 м/с.Почти половина из них имеют высокие скорости течения, превышающие 100 м/с, и даже более того, скорость течения может достигать 180 м/с.Когда скорость потока обычного ацетилена слишком высока, трудно оценить величину сверхвысокой скорости потока из-за явления сильной волны утечки.Как показано на рисунке 5, явление волны утечки снижает скорость потока на 44,3%.В ответ на это явление применяется спектральный анализ + динамическая фильтрация, чтобы улучшить колебания сигнала и устранить явление «волн утечки».Сигнал можно анализировать как во временной, так и в частотной области.Изображение сигнала во временной области основано на оси времени как горизонтальной оси;Изображение сигнала в частотной области основано на значении частоты по горизонтальной оси.Анализ сигналов во временной области в основном фокусируется на интуитивном восприятии сигнала, таком как период сигнала, амплитуда сигнала в определенный момент времени и т. д. Анализ сигналов в частотной области использует преобразование Фурье для преобразования X(t) в X(f).Конкретный метод преобразования здесь не будет повторяться.Частотный спектр сигнала указывает размер его компонентов на разных частотах, обеспечивая более конкретные и насыщенные изображения в частотной области, чем изображения во временной области.В осциллографе Pico Scope функция спектрального анализа может использоваться для наблюдения за спектром сигнала.Фильтрация сигналов обычно является широко используемым методом обработки сигналов.Основная цель фильтрации сигналов — получить полезный сигнал и отфильтровать сигналы, не соответствующие экспериментальным требованиям.Обычно существует несколько методов, включая низкочастотный, высокочастотный, полосовой и заграждающий.В практических приложениях обычно требуется разработать схему фильтрации для фильтрации схемы.При тестировании и измерениях часто необходимо отфильтровать помехи в сигнале.Постарайтесь максимально исключить влияющие факторы и непосредственно выполните спектральный анализ в реальном времени необработанного сигнала * * * датчика ацетилена, чтобы получить значение расхода при сверхвысоких скоростях потока.Как показано на рисунке 6.

Благодаря простой совместимости с цифровыми электронными устройствами, расходомеры ацетилена являются относительно продвинутым и идеальным измерительным инструментом.Подъемная сила вихря прямо пропорциональна квадрату скорости потока и прямо пропорциональна плотности жидкости.Следовательно, когда имеется малый расход, низкий расход или большой расход, высокий расход, к ацетиленовым расходомерам выдвигаются более высокие требования.В данной статье этот вопрос рассматривается соответствующим образом.Чтобы ацетиленовые расходомеры могли максимально измерять низкие и малые расходы, необходимо улучшить соотношение сигнал/шум за счет использования дифференциальных пьезоэлектрических датчиков и схем дифференциального усиления для максимизации амплитуды эффективного расхода. сигнала и уменьшить амплитуду сигналов механических вибраций.Для решения проблемы волн утечки, вызванных высокими расходами и высокими скоростями потока, применяются методы спектрального анализа и динамической фильтрации, чтобы максимально минимизировать волны утечки.На рисунке 7 показан сигнал датчика и выходной сигнал усилителя расходомера без обработки.Верхняя часть рисунка 7 (а) показывает исходный сигнал, выдаваемый датчиком, а нижняя часть показывает выходной сигнал усилителя;На рис. 7 (б) показан развернутый вид.На рисунке 8 показан сигнал датчика и выходной сигнал усилителя, выдаваемый обработанным расходомером.Верхняя часть рисунка 8 (а) показывает исходный сигнал, выдаваемый датчиком, а нижняя часть показывает выходной сигнал усилителя;На рис. 8 (б) показан развернутый вид.

Вот и все краткое содержание и описание вышеизложенного контента.Я не знаю, что все об этом думают?Я приглашаю всех позвонить или поделиться со мной онлайн в любое время.Для получения дополнительной информации вы можете нажать на всплывающее окно в правом нижнем углу, чтобы задать мне дополнительную информацию.Для получения дополнительной информации вы можете авторизоваться на сайте компании (www.кункэндао.ком).