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1、1 实习企业简介河北宏业机械股份有限公司是研制、生产流量仪表和流量测量装置及液位仪表的专业公司。生产各型仪器仪表（LFX蒸汽流量计、LU涡街流量计、LNV椭圆齿轮流量计、LFXS蒸气流量计、EX涡街流量计）、汽车加热器、节流装置、静态不锈钢阀门（球阀、截止阀、止回阀、闸阀、过滤器及管配件），化工泵及各种不锈钢泵，拥有国内先进的车床、坐标镗床、数控冲床、大型冲压设备及各类焊接设备。拥有数控水容积法流量标准装置、音速喷嘴法气体标准装置等完善的流量测试校验标准装置，建有大、中、小型水流量、气体流量、油流量等实流标准装置和试验设备，是介质较全、流量范围较大的流量仪表生产试验基地，可对公称通径33000
2、mm的流量计进行实流检测标定，是河北省指定的流量仪表测试中心，国家二级计量单位，中国机械工业企业核心竞争力之星企业，拥有自营进出口权。该公司始建于1946年，前身是泊头仪表厂。固定资产总值1.23亿元。占地面积26万平方米，现有员工1500多人。其中，工程技术人员180人（高级工程师29人，工程师76人）。建厂50多年来，研制生产了四大系列90多个品种4000多个规格的工业自动化仪表。为我国的石油、化工、石化、冶金、轻工、城镇供水排水市政建设、航空航天等行业的国家重点工程项目提供了先进、可靠的计量仪表和流量成套计量装置；援外产品已出口20多个国家和地区。并从日本东京计装公司引进了AM系列金属管
3、浮子流量计，250系列智能型金属管浮子流量计生产线。此外还自行研制了涡轮、腰轮、蒸汽、孔板、文丘里管等流量计，智能流量显示仪及流量成套计量装置。主导产品达到了国际先进水平。2 流量计产品一般性知识简介(1) 口径的选择要求在冶金、石化、造纸、印染、纺织、给水、污水处理等工业一般较多采用通用型中、大口径法兰连接流量计；而在医药、生物、精细化工等工业常用微小口径、小口径仪表。(2) 防爆要求 在有易燃气存在的场所流量计通常设计成隔爆型。本安型防爆保护电路是通过保护电路将设备中电路能量限制在安全范围内，从而使设备达到本安型防爆安全性能要求。此外，为确保安全，流量传感器部分和转换部分组成一体，全部装在
4、危险区域内，而现实部分则在安全区域之内。(3) 卫生要求在乳酪、食品、医药、生物化学等工业生产中，要求定时对管道通蒸汽进行灭菌，因此要求传感器要便于拆卸清洗，与管道连接部分要求用快速装卸的卫生型规定的结构，且与液体接触的材质必须是无毒无害的。(4)耐潜水要求某些流量计传感器应用于安装在地面下的深井中，这样就要求流量计外壳能够承受较大的压力1。3 对主要产品的分类介绍3.1 电磁流量计3.1.1 按流量传感器结构分类(1) 短管型短管型结构即如传统电磁流量计的结构，流量传感器带有测量管段连接到管道系统中。(2) 插入型插入式电磁流量计传感器实质上是电磁流速传感器，激磁线圈和电极组装成杆状，从待测
5、管道上开孔中插入，将测得的流速与转换器预置的管道面积等系数相乘以求取流量。本型仪表适用于大型管道，测量精度远低于短管型，通常仅用于过程控制，但是价格相对便宜，生产成本较低。3.1.2 原理介绍电磁流量计是20世纪50、60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。目前已广泛地被应用于工业过程中各种酸、碱、盐等腐蚀性介质导电液体的流量测量，形成了独特的应用领域。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，电磁流量计用来测量导电液体体积流量的仪表。其原理为将流过管道内的导电液体的体积流量转换为线性电信号。其转换原理就是著名的法拉第电磁感应定律，即导体通过磁场，切割电磁线，产生电动势。流
6、量传感器的磁场是通过励磁实现的，分直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。现在大多流量传感器采用低频方波励磁。在结构上，电磁流量由流量传感器和变送器组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。变送器是由励磁电路、信号滤波放大电路、A/D采样电路、微处理器电路、D/A电路、变送电路等组成。安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制2。3.1.3 励磁方式励磁方式即产生磁场的方式。由前述可知，电磁流量计稳定工作的条件就是要有一个均匀恒
7、定的磁场。为此，就需要选择一种合适的励磁方式。目前，一般有三种励碰方式，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。现分别予以介绍。1直流励磁直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场。这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响。但是，使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子。在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极。这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响电磁流量计的正常工作。所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等3。2交流励磁目前，工业上使
8、用的电磁流量计，大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式，产生的磁场是一个交变磁场。交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰。另外，由于磁场是交变的，所以输出信号也是交变信号，放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多。但值得注意的是，用交流磁场会带来一系列的电磁干扰问题。例如正交干扰。同相干扰等，这些干扰信号与有用的流量信号混杂在一起。因此，如何正确区分流量信号与干扰信号，并如何有效地抑制和排除各种干扰信号，就成为交流励磁电磁流量计研制的重要课题。3低频方波励磁直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点，为了充分发挥它们的优点，尽量避免它们的缺点，70年代以来，人们开始采用低频方波励
9、磁方式。它的励磁电流波形其频率通常为工频的14l10。在半个周期内，磁场是恒稳的直流磁场，它具有直流励磁的特点，受电磁干扰影响很小。从整个时间过程看，方波信号又是一个交变的信号，所以它能克服直流励滋易产生的极化现象。因此，低频方波励磁是一种比较好的励磁方式，目前已在电磁流量计上广泛的应用4。3.2 双转子流量计3.2.1 概 述 双转子流量计是一种新型的容积式流量计，其计量腔中有一对齿形特殊的螺旋转子，工作时，转子完全啮合，因此它具有精度高、可靠性高、流量大、无脉动、低噪音等特点，广泛应用于石油及其产品的商贸计量和内部计量。 3.2.2 特 点 双转子流量计测量精度高、流量大、流量范围宽、重复
10、性好，且转动平稳、流量无脉动、噪音低，同时测量介质粘度范围大，对于高粘度介质性能更好。此外两转子不需要同步齿轮驱动，结构简单紧凑。磁密封结构可靠，传动力矩大； 采用石墨轴承支承，其中含有特殊材料，耐磨性好，寿命长。配光电脉冲发讯器，可实现远距离测量。流体状态对其影响较小，流量计前后不需设直管段5。 3.2.3 流量计的主要参数使用条件 可测液体 非腐蚀性介质主要是石油及石油产品 精确度 0.5级、0.2级 可测流量范围 2.5950m3/h公称通径 40、50、80、100、150、200、250、300公称压力 1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa显示 总量和
11、单次计量（机械式），远传显示总量和流量 防爆 隔爆型；等级为ExdBT43.2.4 使用条件 环境温度：-2055；被测流体温度范围：-20100；相对湿度：4585； 大气压力：86106KPa； 工作场所应无剧烈震动； 远传防爆型流量计应无地磁场以外的强磁场干扰；被测流体粘度范围：0.5500mPas； 公称压力：1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa； 供电电源：12V.DC5或24V.DC5； 在流量计入口前面必须装过滤器。 3.2.5 基本工作原理 双转子流量计中有一对各有四个齿且旋向相反的螺旋转子，转子的齿槽与壳体形成计量腔。由于进出口压差的作用，转子
12、开始转动，在同一平面上，旋转力矩只能使转子转过一定角度，但从空间立体来看两转子任意截面都可以得到如图5所示的旋转力矩，并且两转子相同的转角可得到基本相等的旋转力矩，因此，两转子无相对滑动，转子回转是等速等距，排量均匀无脉动。转子回转一周，可排出8倍的计量腔容积，因此累计出转子的回转圈数即可得出通过流量计的液体的体积总量6。3.3 腰轮流量计 腰轮流量计精确度高。腰轮流量计使用两个或四个摆线型腰轮与壳体形成计量室进行流量测量的容积式流量计。精确的间隙设计和先进的制造工艺，保证了极高的计量精度，基本误差限可达0.2甚至0.1以内。 腰轮流量计由于无接触转动，因而重复性好。摆线型腰轮运转时互相不接触
13、，避免互相磨损；即使更换轴承和其它零件，亦不会改变腰轮间的间隙值，从而保证流量计有良好的重复性7。 此外，腰轮流量计振动和噪音小。公称通径50mm以上的流量计，采用45组合的摆线型腰轮构成双转子结构，工作中振动噪音极小。公称通径250mm以上的流量计，采用本厂独创的螺旋型腰轮，运转平稳，排量均匀。 计量精度不受流体流动状态的影响，流量计前后不需设直管段；适应介质粘度范围广，无论测量高粘度或低粘度液体，均可在较大范围度内保证精确度高，寿命长。 公称压力6.3MPa的流量计，采用双壳结构。计量腔内处于等压状态，消除了金属受压变形对计量腔容积的影响，保证流量计精确度与工作压力无关8。 系列化，品种全
14、，规格多；积木式结构，按需要组合，功能齐全，经济合理。流量计分为传感器、调整机构、指示器、7887型大机械计数器、LPS02型大机械计数器、减速器、补偿器、分动机构和防爆光电脉冲发讯器等独立组件，可按用户对产品功能要求，选择组合而成。 组部件互换性强，维修简便，运行可靠；数字显示，直观清晰。 附属机构齐全，可自行构成计量系统，为用户提供成套服务。开封仪表厂除生产流量计外，还生产相应的过滤器、消气器，远传显示仪表、定量控制仪、流量计量装置等供用户选用，该装置用于国内外的贸易计量，均能使用户获得满意的结果。3.4 节流装置节流装置本身自带一段测量管，在测量管中部固定一块同轴的测流圆板，此板的支承筋
15、在取压口相互错开，所以下游支承筋对流体的流动的阻挡作用可以忽略不计，而测流板的上游没有任何阻挡，可以让上游流速分布完全轴对称，有利于几何相似和动力相似，提高测量精度。带均压环的煤气专用型，可用于上游流速分布不规则的场合，同一横截面上均布的4个取压口分别感受全截面上的流体静压，由于流速分布的不对称产生的不一致的静压引至均压环内，在其内腔均匀化，之后引出至差压变送器，就可以得到近似真实的差压值，减弱上游局部阻力形成的速度分布畸变对精度的影响。夹套保温型的外套内通入蒸汽或冷却液，可用于粘稠状的流体或易汽化挥发的液体9。 3.5 音速喷嘴(临界流文丘里喷嘴) 音速喷嘴是临界流文丘里喷嘴的俗称。近年来，临界流文丘里喷嘴在气体流量测量中已成为一个重要的工具。由于其结构简单、性能稳定可靠、精确度高，坚固耐用，流动损失小，在解决高压、高流率的气体流量的传递标准方面，它比其他测量方法具有绝对优势，因而近几年来得到了迅速的发展，被广泛地直接应用于气体流量的测量、气体流量的限制及气体流量计的标定系统中。 3.5.1 工作原理 当气流处于亚音速时，文丘里喷嘴喉部的气体流速将随节流压力比的减小而增大，当节流压力比小到一定值时，喉部流
