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1、美国伟业靶式流量计介绍中油投产运行公司一专家组邹柏全2014年6月于露尔果斯QQ:961967686一、概述:靶式流量计是差压流量计的一个品种,它在工业上的开发应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代开发电动、气动靶式流量变送器它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接札用差压变送器的力平衡机构,这种流量计使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺陷,如零位易漆移,测量精确度低,杠杆机构可靠性差等。主要有气动靶式流量计和矢量机构电动靶式流量计两种类型,由于受当时技术水平限制,特别是力平衡机构性能不佳的拖累,靶式流量计本身的许多优点亦未能得到有效的发挥,至今用户对旧靶式流量计
2、有不良印象仍未消除。因为品种单一、调试繁琐、密封不可靠、抗干扰能力差等原因,致使靶式流量计在80年代至90年代初几乎退出市场。随着电子技术的飞速发展及新型传感器技术的涌现,靶式流量计在测量精度、抗干扰性、密封可靠性、校验调试等方面都有很大进步,重新获得了市场认可,成为流量测量的常用设备.新型靶式流量计的力转换器采用应变式力转换器,它完全消除了上述力平衡机构的缺点,新型靶式流量计还把徽电子技术和计算机技术应用到信号转换器和显示部分,流量计具有一系列优点,相信今后在众多流量计中发挥重要的作用。1)轴封膜片位移靶式流量计:轴封膜片位移靶式流量计是一种力“位移-电压转换型的流量计,其结构如图1所示.工
3、作过程是:流体运动在靶片上的力Fi,使绕轴封膜片移动,迫使主杠杆产生向左位移,并将集中力换成对矢量机构的作用力Fl,矢量机构以量程调整螺钉为轴,将水平向左的力Fl分解成连杆向上的力Fl,和矢显角方向的力F3(消耗在支点上)。分力F2使副杠杆与连接的支撑点,迫使连接差动变压器中的铁心下移,由于差动变压器次级两个线园都是同名端串联引出,当测量管无流量时,差动变压器中的铁芯在中间位置,次级两个线圈感应的电压相等,次级线园两个相减为零,靶式流量计无流量显示,轴封膜片位移靶式流量计原理结构图财测量管有流量输出时,差动变压器铁心下移,次级两个线圈感应电压不等,产生差压值经电子线路板的放大器进行放大,当反偷
4、力矩与在Fz作用下与副杠杆的驱动力矩互相平衡时,放大器有一个确定的对应输出电流,它与被测压力P成正比。输出一个对应流量的标准信号。010mA(DDZ-II型仪表)或420mA国际(0DZ虫型仪表)标准信号。又称为力平衡式靶式流量计、调试时,通过零点调整机构,调整副杠杆及铁芯的初始位值,以设定零点,通过满量程调整机构改变矢量机构的角度,来设定靶力达到最大时铁芯的移动距离,也可以通过改变靶片的大小,使不同的流量产生相同的靶力来设定满量程。上述结构是靶式流量计在七八十年代的主要结构形式,而到90年代初期已基本不生产、由于结构复杂、调试极其困难、稳定性很差、易受到振动干扰,测量精度和灵敏度都低、量程范
5、图窑、耐压能力低,一度导致靶式流量计的市场萎缩。至今休有人对靶式流量计抱有不良印象,就是这种结构造成的。中哈管道线霍尔果斯计量站,在过渣分离区安装了6台应变片式靶式流量计,由美国伟业(WELKIN)国际控股有限公司生产,总部位于美国马里兰州.画克威尔,专业生产提供靶式流量计,气体热质量,涡轮,容积式,电磁,超声波等六大类流量计。WELKIN应变片式靶式流量计基本原理及结构原理:新型靶式流量计的力转换器,采用电阻应变片式的力转换器,它完全消除了上述力平衡机构的缺点,新型靶式流量计还把微电子技术和计算机技术应用到信号转换器和显示部分,流量计具有一系列优点,相信今后在众多流量计中发挥重要的作用。2)
6、电阻应变片简述:电阻应变片是由团=0.02-0.05mm的康铜丝或镇铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腕蚀成栅狄)夹在两层绝缘薄片中(基底)制成.用镀银铜线与应变片丝栋连接作为电阻片引线。电阻应变片的工作原理:金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生电阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示:尸二人工式中:5p一电阻丝的电阻率2孕/07S一电阻丝的截面积cmL一导体的长度m我们以金属丝应变电阻为例当金属丝受外力作用时其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加而截面积减少电阻值便会增
7、大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加电阻值则会准小。当力F增大,被测物变形,电阻丝缩短,电阻R值减小。只要测出加在电阻的变化,通常是测量电阻两端的电压,即可获得应变金属丝的应变情。见图2金属电阻应变片Fl力增大被测物变形,电阻丝缩短,电阻R值减小图2金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种.通常将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化这应变片在受力时产生的阻值,变化通常较小。一般这种应变片组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给理电路通常是A/D转换和CPU显示或执行机构。金属电阻应变片的内部结构,如图3所示是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引线等部分组成。根据不同的用途电阻应变片的阻值可以由设计设计,但电阻的取值范围应注意阻值太小所需的驱动电流太同时应变片的发热导致仪表本身的温度过高,不同的环境中使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,造成调零电路过复杂。而电阻太大阻抗太高抗外界的电磁干扰能力较差。一般为几十欧至几十千欧左右。3)应变片的结构:丝绕式应变片的构造示意如下图。它以直径为0.025mm左右高电阻率的合金电阻丝,绕成形如栅栏的敏感栅-图3
