插入式流量計概 述
通常流量計是按工作原理分類的，而插入式流量計（以下簡稱ISF）則是一類以結(jié)構(gòu)形式劃分的流量計，它包括工作原理各異的各種流量計。這樣的分類是由于它們在使用中有一些共同的特點，正是這些特點使此類流量計近年有較大的發(fā)展，并且從整個流量計發(fā)展趨勢看，它有強大的生命力，今后在眾多的流量計中會占據(jù)一席之地。
插入式流量計是一類既古老又年輕的流量計。說它古老，是因為無論是儀表的出現(xiàn)或是對它的試驗研究都有很悠久的歷史，它并非近年才問世的產(chǎn)品。說它年輕，是因為過去對它的試驗研究很不夠，并且大都是作為一類輔助性流量計，僅在準(zhǔn)確度要求較低的場合使用，是通用流量計的一種補充。
在工業(yè)生產(chǎn)過程常見的參數(shù)（壓力、溫度、流量和物位等）的檢測中，流量測量遇到的困難問題較多，其中一個重要原因是與儀表的結(jié)構(gòu)有關(guān)。例如溫度和壓力儀表，在現(xiàn)場使用易于拆卸維修，并且往往無需截斷管道流體即可進行。在現(xiàn)場惡劣的條件（腐蝕、臟污、結(jié)垢、高溫、高壓等）下，儀表使用的可靠性面臨嚴(yán)峻的考驗，如果儀表易于拆卸更換維修，無疑將大大增加儀表使用的可靠性。通常流量計是用法蘭接人工藝管道的，只有當(dāng)管道中流體斷流時才允許拆卸僅表。而插入式流量計從結(jié)構(gòu)上改變了這個缺陷，它可以在不斷流的情況下拆卸更換，因而深受用戶的歡迎。
插入式流量計可以分為兩大類：點流速計型和徑流速計型。以下簡單回顧一下其發(fā)展歷史并作一些展望。
一、點流速計型ISF
點流速計型ISF實際上是一臺流速計，它測量管道中某特定位置（一般為管軸線處或管內(nèi)平均流速點處）的當(dāng)?shù)鼐植苛魉伲缓蟾鶕?jù)管道內(nèi)流速分布及儀表與管道的幾何參數(shù)等推算出流量值。早在200余年前，1790年R．Woltman發(fā)明了螺旋槳式流速計，經(jīng)過150年改進、完善、發(fā)展，成為精密的水流速計。1867年n Farrand Henry發(fā)明杯式流速計，它用于氣象學(xué)的風(fēng)速測量。1883年美國人A．Fteley和F．P．Stearms用螺旋槳式流速計測量波士頓排水管的流量，后來還采用成排的流速計測量裝置，例如1926年曾用20臺流速計裝于相互垂直的直徑上用以測量火力發(fā)電廠的水管流量。1957年德國標(biāo)準(zhǔn)DIN1948（水渦輪試驗法）建議根據(jù)管道尺寸可用13、17、21、25、29或33臺流速計裝于一排，測量明渠的流量。1950年法國在Gemssat火力發(fā)電廠5.75m管徑的水管上安裝61臺成排流速計進衍流量的測量。
點流速計測量流量的科學(xué)技術(shù)充分反映在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的國際標(biāo)準(zhǔn)中，ISO第三十技術(shù)委員會(ISO/TC30)“封閉管道中流體流量的測量”專門成立第三分技術(shù)委員會(ISO/TC30/SC3)“速度面積法”。該分技術(shù)委員會研究這樣一類流量測量方法，即將流速計與流速積算技術(shù)結(jié)合起來測量流量。它通常應(yīng)用于大管徑的流量測量（那里缺乏合適的流量計可供采用，或者其應(yīng)用速度面積法有其獨到之處），它是解決大流量測量很有效的一種方法。ISO/TC30/SC3已制定有IS0 3354、IS0 3966、IS0 7145、IS0 7194等一系列流計測量流量的國際標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)頒布于20世紀(jì)70—80年代。1993年ISO/TC30進行了組織結(jié)構(gòu)調(diào)整，ISO/TC30lSC3已經(jīng)撤銷，它的工作內(nèi)容現(xiàn)在包括在另外的分技術(shù)委員會
“速度式流量計”里。
應(yīng)該指出，上述國際標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的使用條件：流體為單相，均質(zhì)牛頓流體，充分發(fā)展管流、定常流和馬赫數(shù)低于o．25的亞音速流等。這些條件稱為正常工作條件，在滿足正常工作條件時可以獲得較高的測量準(zhǔn)確度，在置信水平為95%時，測量的不確定度為±2%。以上條件一般只在實驗室才能嚴(yán)格遵守，在工業(yè)現(xiàn)場難免發(fā)生一些偏離。但是標(biāo)準(zhǔn)在實際應(yīng)用中可能遠不能解決問題，但是它的原則及實際操作設(shè)想是流速場測量要遵循的，為今后解決更多問題開辟了道路。它提供測量的理論與實際的方法，而大多數(shù)流量計上游側(cè)的流速分布與流量測量的準(zhǔn)確度是密切相關(guān)的，因此在流量測試技術(shù)與儀表中經(jīng)常涉及流速場的問題，所以這些標(biāo)準(zhǔn)對于整個流量測量具有指導(dǎo)意義。
由于現(xiàn)場測量普遍存在復(fù)雜的流速場的情況，應(yīng)該說這些國際標(biāo)準(zhǔn)只是奠定了實驗室測量的基礎(chǔ)，而在現(xiàn)場應(yīng)用尚存在大量問題有待解決，其中最重要的是在非充允發(fā)展管流和非定常流條件下如何提高流量測量精確度的聞題。另外，在實驗室使用的方法，例如多點橫向分.
|
