流量计量仪

流量计量仪（精选四篇）

流量计量仪 篇1

污水流量的测量难度较高,很多流量计不能用于污水流量的测量,经过实践验证,共有4种流量计可供使用: 明渠流量计,如堰式流量计、槽式流量计和流速- 水位流量计; 电磁流量计,采用电学原理,分为普通式和插入式; 超声波流量计,采用声学原理,常用的有时差式及多普勒式等; 差压式流量计,采用动压原理,如匀速管流量计或威力巴流量计。

仪表选型应避免片面追求高性能、高精确度, 这不仅增加了购置费,而且备件费也相应增加。 最优的设计选型是在满足使用要求前提下,选择可靠性好、维修方便的仪表。

1污水流量测量的特点和仪表的选型要点*

污水可分为生活污水和工业污水,其水质比较脏污( 有时含有油、固体颗粒或悬浮物,甚至可能有直径较大的固体颗粒) ,还有一定的腐蚀性, 流体工况条件变化大( 有时介质情况每天都有变化) ,测量范围悬殊,可靠性要求有差异,精确度要求也有高有低,用户的购置能力不一样,针对不同工况的污水选型一种既好用又省钱的流量仪表需综合考虑很多因素。

选择污水流量计量也应该考虑一些其他因素,如: 流量测量最不直观,现场很难直接判定其准确度; 污水管道常采用大管径,低流速给流量计量带来很大困难; 污水流量计量仪表与管道直接连接,通常不能在线拆卸,仪表出故障时不允许断流且无法修复等。所以污水流量计量的选型在国内外都被视为难点。

污水流量计量仪表的选型要点包括［1］:

a. 法兰标准,包括中国国家标准GB、欧洲体系标准DIN及美洲体系标准ANSI等;

b. 测量管道,管道直径通常是指外径,同样规格的管道直径有着不同的壁厚;

c. 流量计材料的选用,通常情况下不锈钢材料316L基本可以满足需求;

d. 确定流量计的用途,对于精确计量、一般计量、流量控制及只观察瞬时量而不要求累积等必须明确;

e. 企业能源计量器具性能要求( GB /T 17167) ,对于企业排放污水的应达到 ± 5% × FS ( FS为满量程) 的精确度;

f. 介质的物理、化学性质,对于介质状态、化学性质、压力损失及物理性质等必须明确;

g. 流量测量范围,不同流量计对最低流速和最高流速有明确要求;

h. 安装环境与条件,对于管道与仪表通径、 位置空间能否满足安装和维护要求、上下游直管段情况和阀门的位置、安装环境有无振动、有无供电条件、安装周围有无电磁干扰、安装环境的温/ 湿度及防爆要求等必须明确;

i. 流量计的输出类型,对于现场直读、数字脉冲或模拟量输出及含HART协议输出等必须明确;

j. 对于安装、运行、校验、维护及备件等费用,使用寿命、性价比及技术服务等必须明确。

2几类污水流量计的特点及选型

2.1堰式流量计和槽式流量计

给/排水道若为敞开渠道,具有自由表面自然流,或是一些排水道和下水管渠,虽不敞开,但是在非受压、非满水状态下流动,实际上都属于明渠,可以采用堰式流量计和槽式流量计进行计量。 其优点是: 测量精确度较高,可靠性好,对液体无特殊要求。槽式流量计所在的水中固态物质几乎不沉淀且随水流排出,堰式流量计所在渠道要截流但检测元件结构较简单,直管段要求较短,槽式流量计水位抬高比堰式流量计小,适用于不允许有大落差的渠道等。而其缺点在于: 水头损失大, 不能用于接近平坦地面的渠道,堰式流量计上游直管段比槽式流量计长,堰上游易堆积固形物,要定期清理,槽式流量计所在渠道一段要装入槽但检测件结构较复杂等。

堰式流量计的测流槽有直角三角堰( 60°或90°) 、矩形堰及等宽堰等。槽式流量计测流槽有多种形式,主要有矩形明渠的P槽( 常用) 及圆形明渠的PB槽等。堰式流量计和槽式流量计都是用液位计来间接进行流量测量,因此均需配用非接触超声式液位计来连续测量液位,并按照制定的流量同液位的关系计算流量值,例如某一种超声式液位计与三角堰配用流量计量精度可达 ± ( 1. 00 ~ 3. 00) % × FS,与矩形堰配用流量计量精度可达 ± ( 1. 00 ~ 5. 00) % × FS,与巴歇尔槽( 即P槽) 配用流量计量精度可达 ± ( 3. 00 ~ 4. 00) % × FS。注意,为保证超声式液位计的正常使用,测量点必须避免表面有大量泡沫。

2. 2流速- 水位流量计

流速- 水位流量计实际是液位计( 常采用压力式、静压式和超声波液位计) 和流量计( 常采用时间差法超声波流量计、多普勒超声波流量计和电磁流量计) 的组合,它也属于明渠流量计,常被置于矩形明渠中,使用液位计来测液位( 因矩形明渠宽度已知则流通面积可知) ,使用流量计来测流速( 使用时间差法超声波流量计测的是线平均流速,多普勒超声波流量计测的是测量点流速或局部小面积平均流速) ,两者相乘便可得到流量值。从一般意义上讲,污水处理装置入口待处理污水较为浑浊,压力式或静压式液位计故障率较高,多普勒超声波流量计较为适用; 污水处理装置出口净化后污水较为清澈,静压式液位计和时间差法超声波流量计较为适用; 电磁流量计测流速均能适用( 从一定意义上说就是非满管电磁流量计) 。其优点是: 水头损失小,测量范围宽,可测逆向流,水中固态物质几乎不沉淀且随水流排出,不必改动渠道。其缺点是上/下游直管段要有足够长的直渠渠道,上游直管段比堰式流量计和槽式流量计长。

2. 3电磁流量计

电磁流量计是测量导电性流体理想的体积流量计,因此它最适用于污水流量的计量,从污水经沉淀浓缩后进入离心脱水机,离心脱水机入口污泥流量计采用电磁流量计就能得到很好的证明, 从这个意义上说,电磁流量计属于万能流量计。 其优点是: 传感器安装处管道为光滑直管、无阻塞、无磨损、压损小,无可动部件,可靠性高,长期稳定性好,免维护; 测量范围大,保证精度的测量范围一般可达40∶ 1; 对流体状况要求不高,对前/ 后直管段要求低( 如前5D后2D) ; 精度高可达 ± 0. 20% × FS; 口径范围大( DN1 ~ DN3 000mm) ; 可测正/反方向流量; 与流体接触的电极和内衬材料有多种选择; 响应速度可达10ms; 可自清洗等。 其缺点是: 有最小电导率的限制; 磨损和结垢会影响测量精度; 流体需要充满管道( 也有不满管型电磁流量计,但精度较低) ; 大口径产品价格高, 口径越大价格越高。

电磁流量计按激磁方式可分为直流激磁( 目前已不采用) 、交流激磁( 工频50Hz) 及低频矩形波激磁( 主流产品) 等; 按安装连接方式分法兰连接( 带测量管法兰式或对夹式) 、螺纹连接及插入式等; 按结构形式分为一体型及分体型等; 按介质状态分为满管型和不满管型。交流激磁的优点是磁感应强度大、信噪比高且适用于双向介质等; 缺点是容易引进工频干扰、容易产生噪声( 比如液体中涡电流与流量信号同相位噪声、电极污染形成噪声及相位移动噪声等) 及零点漂移大等。

电磁流量计选用要点首先是精度选择,满管型 ± ( 0. 50 ~2. 00) × FS级,不满管型 ± ( 1. 50 ~ 2. 00) × FS级,插入型 ± ( 2. 00 ~ 4. 00) × FS级; 其次是流速选择,流速范围0. 5 ~ 10. 0m/s,注意易粘附、沉积且结垢的应大于2m/s,含颗粒介质的应小于3m/s。

大口径电磁流量计价格较贵,解决方案是选用插入式流量计( 价格基本不随管径而改变) ,其优点在于重量轻、压损小、易于安装和维修,其所测流速下限无限制、阻塞影响可忽略,只是误差较大。大口径污水管路由于流速普遍较低,泥沙及污垢等容易在探头表面沉积,因此常配有球阀,实现在不断流情况下可以拆下探头进行维护和检查。插入式电磁流量计探头一般位于管道中的特定位置( 一般为管道内径的1/8处,即管道平均流速之处) ,测量该处局部流速,然后根据管道内流速分布及传感器的几何尺寸等推算出流量,不过前/后直管段要求比普通电磁流量计要高( 如前10D、后5D) ,另外管道中必须充满液体,为防止液体中的气体在管道中积聚,应在管道最高点安装排气阀,实现自动排气或人工定期排气。

2. 4超声波流量计

超声波流量计的换能器可以不直接接触污水。其按测量原理有传播时间法( 时间差法等) 、 多普勒效应法及其他方法等,其中时间差法和多普勒效应法采用较多; 按安装方式可分为移动安装( 外夹式换能器) 和固定安装( 带测量管或在线安装式换能器) ; 按声道数分单声道和多声道。 其优点是在于无阻力损失、流量下限低及适用于大型管道等。缺点是只能用于清洁的介质、不能用于小口径测量及多声道且价格昂贵等。同时, 该流量计精确度差别很大,在时间差法超声波流量计中,大管径带测量管多声道超声波流量计的精确度最高,达 ± ( 0. 50 ~ 1. 00) % × FS,有的高达 ±0. 15% × FS,但对安装要求极高,必须在专业人员的指导下精确安装,能够在线安装,多普勒超声波流量计的精度达 ± ( 3. 00 ~ 10. 00) % × FS, 当固体含量基本不变时,可达 ± ( 0. 50 ~3. 00) % × FS。

时间差法超声波流量计主要用来测量洁净的流体流量,此外还可以测量固体杂质含量不高( 一般固体颗粒含量小于10g/L,颗粒直径小于1mm) 的均匀流体,但不能测量含有影响超声波传播的连续混入气泡、固体颗粒含量较高或固体颗粒直径较大的流体流量。因此,被测介质中固体颗粒杂质含量或固体颗粒直径都应有上限,具体为: 被测介质里气泡含量不能超过5%; 浊度不能超过5 000mg/L,固体含量大于10%不推荐使用; 不能有连续的大量絮状悬浮物; 若含有大量泥沙等颗粒状物时,其颗粒直径不能大于3mm; 介质不应在管壁内产生大量结晶物。

多普勒法超声波流量计依靠污水中固体颗粒杂质的反射来测量污水流速,因此适用于固体颗粒杂质含量较多或固体颗粒直径较大的脏水或浆体,如城市污水、污泥及杂质含量稳定的工厂过程液等,而且可以测量连续混入气泡的液体,被测介质中必须含有一定数量的散射体( 颗粒或气泡) , 否则仪表不能正常工作。需要注意的是,被测介质中固体颗粒杂质含量或固体颗粒直径都应有下限。

2. 5差压式流量计

污水流量计量还保留了部分孔板流量计,而新上装置已基本不选。其优点是: 制作简单、性能稳定、对振动不敏感及抗干扰能力较强等。其缺点是: 计量精度属于中等水平、范围度较窄、压力损失大、安装要求较高、泄漏点多、导压管易被污水中的固体颗粒等杂物堵塞( 有时被迫采用隔离措施) 及维护量较大等。

3污水流量计量仪表选型建议

用敞开渠道输送的污水流量可用堰式流量计、槽式流量计及流速- 水位流量计等来计量,其精度均可以满足计量要求。对于要求水头损失较小的应选用流速- 水位流量计,不过应对不同水质选择合适的液位计和流量计组合来构成流速- 水位流量计。对于允许水头损失大的可以选用堰式流量计或槽式流量计,其中造价较为便宜、允许有较大落差和可以定期清理上游侧固态沉积物的可选用堰式流量计,反之则选型槽式流量计,但选用槽式流量计时应防止淹没流和逆向流。

用管道输送的污水流量可用电磁流量计或超声波流量计进行计量,但要注意测量管、电极及换能器等的清洗。一般来说,管径不大于200mm时超声波流量计比电磁流量计贵,可选用电磁流量计,而管径不小于250mm时超声波流量计比电磁流量计便宜,可选用超声流量计。注意,不必追求过高性能而选用多声道超声波流量计( 比如单声道超声波流量计) 。从性能上来说,时间差法超声波流量计和多普勒法超声波流量计对于固体颗粒杂质含量或固体颗粒直径在一定范围内的污水流量均能计量( 即它们的适用范围有一定重合区域) ,但低于或超出该范围就只能分别选用时间差法超声波流量计或多普勒法超声波流量计进行计量。从这个意义上说,全面掌握被测污水的介质情况是仪表选型的关键,当无法确认被测污水的介质情况时应尽量选用电磁流量计,但应注意多普勒法超声波流量计精度较低; 另外在大管道上可选用插入式电磁流量计、可移动安装( 外夹式换能器) 、固定安装( 在线安装式换能器) 式超声波流量计,精度完全满足计量要求,但应优先选用插入式电磁流量计或可移动安装( 外夹式换能器) 式超声波流量计; 由于差压式流量计安装要求较高、泄漏点多、导压管易被污水中的固体颗粒等杂物堵塞且维护量较大,因此在污水流量测量时尽量不选用。

4结束语

煤气流量计量仪表选型的探讨 篇2

关键词：热式质量流量计,煤气,流量,计量

1 问题的提出

人民的生活水平在经济的发展下也在不断地提升, 所以对于煤气的使用也越来越多。在这样的环境下对于煤气的流量标准和它的使用都要有一个合理的管理这样才能够得到更多的使用人群, 对于这些人群的使用还要考虑到计量仪表的发展和要求。

有三个十分困难的问题在计量煤气时经常出现:

(1) 供气主管口径大, 煤气流速低。

②煤气流量变化范围大的问题。

(3) 煤气测量中易产生的堵塞问题。

2 传统仪表计量方法

煤气的使用过程中, 对于每一个仪表的使用和煤气的测量都是不同的, 在计量方式上也经过了多次的转换, 在转换的过程中煤气仪表的产生也发生了变化, 整个变化过程都会带来仪表的改变。对于传统的仪表它的计量方法也是有一定的问题存在。它是一种孔板测量方法, 在这种方法中对于此仪表的清洗的打扫也是一个十分费事的过程, 要由厂家来对其进行拆卸和清洗, 过程十分的复杂, 更会遇到更多不可遇见的问题。

在这个传统的孔板流量计中还存在了局限性:只有很小的量程。而在煤气的流量变化过程中对于每一个煤气的流量管理和使用都会使一个工程的投资变小, 也会影响到一个工程的整个过程。在此要注意的就是每一个所用到的管道都有它的缺点和不足之处, 因此就要对每一个孔板的系统结果进行加深还要对每一个煤气的体积和结构进行一个全新的研究, 使整个流量计能够更佳的适应工程和煤气仪表。在此过程中管道中所出现的问题都需要及时的进行解决还要有一个独立的测量煤气的流量方式。

3 蜗街流量计计量方法

孔板流量是最传统的一种方式, 相对于最新的流量计量方法就是蜗街流量方式, 它的优点是压力损失小、测量精度高、量程很大等。在流量计的过程中, 径管也是采用了蜗街的方式, 所以很多的孔板流量计量都已经被这种方式所代替, 这种全新的方式也使煤体的调整更加的合理同样也产生了一定的效果。但是在使用蜗街流量计的过程中也存在很多的问题。

3.1 要求管道无振动

在煤气管道的设定过程中, 蜗街的流量使用过程中也会使信号产生一种影响, 这样的影响都会直接干扰到煤气的输出和管道的振动。在振动的过程中还要注意其会不会产生其它的影响。

3.2 要求较高的流速

煤气的流速十分的高, 对于高流速来说, 还要有高效的管理, 管理不到位, 就会产生很多的隐患, 对于蜗街的流量计的使用和流整速以及煤气的大小来说都会直接受到测量系统的影响, 在此影响中也会有很多的劲口太大的现象产生, 为了使这些现象不是很明显也为了使这些径口能够适应煤气的用量, 还要不停的加强煤气的流速和用量。对于测量系统也要有一个全面的测量结果。

3.3 检测孔道堵塞

流量计在使用过程中总会因各种原因而使孔道堵塞, 堵塞的过程也会使煤气流量产生影响, 因此在孔道的堵塞方面一定要加强检测, 避免这种情况的发生, 检测过程中会产生很多的介质, 这些介质都会让煤气的流量在清洗的过程中更加的适用于煤气仪表的测量, 对于锅街的仪表使用和最全的仪表测量方案已经被广泛的应用。

4 热式气体质量流量计计量方法

与前两种不同的计量方式还有热式气体质量流量计, 此方式的使用整合了前面的两种方案, 是一种最佳的煤气密度测试方案, 在此过程中还要保证每一个测量的精度, 精度的测量非常的准确。对于体积流量和标准情况下的质量流量都会产生不同的影响, 而有些公司也使用的是这种测量方法, 这样的方法更合适于生产和现阶段的使用。在应用前景和工作原理中会产生很多不同的流量。此流量计的方法也是最佳的一种方案。

热式气体质量流量计是通过微电子技术利用热线风速仪所制成的一种测量计, 这样的测量计它的环境、测量条件和流量计能都处于一种全新的模式, 在整个调整的过程中都会带来不一样的影响。这些影响都是一种不同的工作特性和设计原理。流体的测元件和铂电阻的使用是对气体流动的一种全新的换热元件的改变, 在此过程中还有很多有关此方面的问题需要解决, 对于探头的使用和不同的热式气体质量的改变, 它都发挥出了它最大的特色。

在每一个流量测试过程中, 温度和加热的元件之间的状态都会产生一种很强的电流出现, 在这样的电流中都会有很多的气体温度和很多的加热电流都会通过传递的方式得出最佳的加热方案。H=K (T-T0) L[1+ (2πρCPLvd÷K) 1/2]

在此公式里:d———铂丝的加热外径;v———流速中的气体;CP———定压比热下的气全;ρ———操作下密度下的气体;T0———操作温度中的气体;K———导热率的气体;T———表面温度的加热换热元件;L———铂丝加热后的长度;H———热量在元件单位时间内的热元件。

煤体在使用的过程中, 对于每一个参数的设定上和使用都有它的含义, 不一样的流量其质量就不相同所拥有的质量形式和方式也不相同, 在这样的质量和流量的管理过程中都会产生一种单位时间内的气体变化, 在这样的气体里, 其质量和流量都会有一个函数的关系存在, 将此函数的关系进行一种合理的转换就会得到一个煤气的最佳加热方式。

加热的过程中元件的电阻和热电流以及质量流量的热电流都会不同, 在不同的热电流过程中也会产生一种新的灵敏度的现象, 在这种现象中都会达到一种新的物理现象, 在这样的高速使用的煤气状态下还能产生很好的质量流量过程, 这就是一种全新的仪表的操作过程。

5 热式气体质量流量计的应用特点

在管道的煤气的防爆结构过程, 热式的气体流量质量的应用都有很多的优点出现: (1) 仪表精度高。对于每一个满量量来讲, 仪表的精度使用和筝定性非常的好, 也不会出现很大的误差性和重复性; (2) 有很大的量程。气体在量程的流转过程中, 它的范围十分的广, 在此广阔的过程中还要有合理的流速和流量的变化范围, 在此范围过程中还要有合理的蜗街流量计量方式和孔板方式, 这些方式的特点都是可靠性高, 投资省。 (3) 检测元件的检修、维护与安装过程, 在外形的检测和堵塞过程中, 对其表面的脏污可以进行一个很好的清扫这是最方便的一点之一, 也减少了很多的工作量。

6 结论

经过全文的多方面分析和解释, 对气体质量流量计的测量和煤气的计量以及原料的精确测量方式都带来了很好的方式, 在此过程中要有合理的煤体测量方案和最佳的测量仪表才能得出最好的测量效果, 要使煤气的测量价值更高, 更适合每一个测量的场合就要对其进行一个全面的理解和分析。最终得出适用于所有用户的煤气计量仪表。

参考文献

[1]马骊群, 王立鼎, 靳书元, 王继虎, 曹铁泽.工业大尺寸测量仪器的溯源现状及发展趋势[J].计测技术, 2006, 06:1-5.

[2]于宁, 毛德伟, 洪友廉.足底压力测量仪器的性能及在运动生物力学研究领域的应用[J].沈阳体育学院学报, 2007, 06:60-62.

[3]张凯.基于嵌入式系统的通用电子测量仪器关键技术的研究[D].西安电子科技大学, 2005.

流量计量仪 篇3

流量分析仪稀释氧响应时间测量仪[1]主要由通讯串口、主控板、触摸屏组成, 主控板通过通讯串口与被检定的流量分析仪进行通讯。通入符合规定的3号标准气体O2, 待数值稳定后, 撤去O2标准气, 通入空气, 仪器显示稳定后, 再通入上述浓度的标准气体, 同时用标准计时装置记录仪器显示稳定值10%到仪器显示稳定值90%的时间。 (注意:若通入空气时氧气测得为20%, 通入3号标准气体后测得10%, 规程中要求的10%到90%即O2为19%~11%的时间。) 测量仪提供标准时钟输出接口, 实现了整个测量过程的自动化, 减少了人为误差的引入, 提高测量的准确性。

流量分析仪稀释氧响应时间测量仪的具体参数如下:分辨率:20m s;测量范围: (20~10000) ms;测量误差:±20ms;输出接口:标准时钟输出 (周期为400m s的方波信号) 。

2 测量仪开发方案

流量分析仪大多采用M odbus协议[2], 根据每个厂家的流量分析仪自身的串口通讯协议进行串口以及软硬件的设计。

2.1 硬件设计

流量分析仪稀释氧响应时间测量仪的硬件设计主要包括:主控电路的设计和触摸屏的选型, 主控板采用P IC18系列的芯片作为中央处理器, 具有高效、稳定、低功耗、抗干扰力强等特点, 适合在工业现场使用。它不仅具有精简的C语言指令系统并且集成了丰富的外围模块, 在使用中方便、灵活, 其中串口通讯模块采用标准R S232的通讯模块, 有三条数据线:一条发送线, 一条接收线及一条地线, 采用19200的波特率进行通讯。触摸屏选用以主频为600M H z嵌入式低功耗CP U为核心的高性能嵌入式一体化触摸屏[3]。

2.2 软件设计

软件设计通过M CG S组态软件来完成, M CG S是一套基于windows平台的, 用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统[4]。

测量仪触摸屏的界面包括:开机运行界面、自动运行界面、实时运行界面、通讯协议选择、最终测试值等, 具有直观、易操作的特点。软件界面的编写采用组态方式, 开发和维护方便, 可以根据实际被测仪器的需求修改增加通讯协议, 并且增加了测量仪的通用性。由于波特率为19200, 所以每个字节传输时间为0.417ms, 每家厂家通讯需传输4个或者8个字节的数据也就是0.8ms或者1.6ms, 这样的通讯时间相对于被测量仪的响应时间6000ms左右就可以忽略不计。测量仪的测量过程如图1所示, 首先要选择对应的通讯协议, 然后按启动按钮开始测试。开始测试后, 测量仪每隔20ms对流量分析仪发送查询指令, 同时测量仪接受来自流量分析仪返回数据并显示在触摸屏上, 知道数据采集完成, 然后测量仪自动计算流量分析仪的响应时间并将测试结果显示。

3 流量分析仪稀释氧响应时间测量仪的使用说明

测量仪依次插上串口线和电源线, 打开电源开关, 过几秒后 (仪器系统启动) 看到主界面, 选择流量分析仪稀释氧响应时间测试。首先选择厂家, 配置正确会显示串口已连接 (如果未显示已连接请检查串口线和被检仪器是否正常) 。

对于流量分析仪稀释氧响应时间测量, 输入测得的三号氧和空气氧的浓度, 然后按下触摸屏上左下角的开关键, 此时会显示实时曲线, 测完后在响应时间处显示测得结果。

测量仪还提供一个400m s的方波信号输出, 为后续的测量提供依据。

4 流量分析仪稀释氧响应时间测量仪实现后的应用

测量仪研制成功后, 搭建了试验平台, 对市场上大多数的流量分析仪的响应时间进行了测量[5]。

经过一段时间试用, 测量仪试用情况良好, 实现了对这流量分析仪响应时间的自动化测量, 提高了工作效率。这里给出对流量分析仪测量的部分数据如下所示:浙大鸣泉响应时间为5080m s;佛山南华响应时间为5140ms;深圳汇银响应时间为5060ms。

5 结语

流量分析仪稀释氧响应时间检测量仪可以实现对流量分析仪的自动化测量, 经过测试和校准, 测量仪的最大误差小于示值误差要求的1/3, 可以用于测量校准, 同时测量仪试用方便、快捷, 可以实时采集响应时间曲线, 利于分析记录。

摘要：为了解决汽油车简易瞬态工况法用流量分析仪稀释氧响应时间量值溯源这个亟待解决的难题, 依据中华人民共和国国家计量检定规程JJF1385-2012《汽油车简易瞬态工况法用流量分析仪校准规范》的检定要求, 研制了流量分析仪稀释氧响应时间测量仪。该测量仪集成多家流量分析仪厂商的通讯协议, 用标准计时装置记录仪器显示稳定值10%到仪器显示稳定值90%的时间。该测量仪的测量范围为 (2010000) ms, 误差为±20 ms, 可以方便、快速、准确的对流量分析仪进行测量。

关键词：稀释氧响应时间,流量分析仪,人机界面

参考文献

[1]骆旭山.浅析汽车简易瞬态工况法[J].汽车维护与修理, 2012 (10) .

[2]罗丰, 朱瑶绮.简易工况法在汽车排放检测中的运用探讨[J].科技资讯, 2009 (12) .

[3]林峰, 吴勇.简易瞬态工况法在汽车排气污染控制中的应用[J].汽车维护与修理, 2009 (11) .

[4]葛蕴珊, 刘志华, 杨志强, 等.汽油车简易瞬态工况污染物排放检测系统的开发[J].汽车工程, 2007 (11) .

22Y-F1型伞式流量仪的改进 篇4

1 22Y-F1型伞式流量仪

1.1 22Y-F1型伞式流量仪介绍

22Y-F1型伞式流量仪为遥测式，它的最大直径为22mm，最高耐压为60MPa，最高耐温为175℃，它是由集流布伞和流量仪组成。布伞的作用是用来集流，将整个井筒的液体集中到一个较小截面的流道中，然后通过涡轮式流量仪测出其流量的大小。

1.2 22Y-F1型伞式流量仪的缺点

22Y-F1型仪器具有直径较小，柔性更好，下井遇阻几率减小等优点，但在设计时仍然存在一些问题，主要有以下缺点：

(1)流量仪的涡轮直径较小，致使启动排量变大：在设计22Y-F1型仪器时，由于空间上的限制，其流量仪的涡轮直径较26Y-F2型仪器要小2～3mm，因此会大大影响其灵敏性及启动排量(后面将对其进行理论分析)。

(2)布伞容易损坏：由于22Y-F1型金属集流伞无法收拢，因此设计时只能用布伞结构，而布伞在下井时，特别是在下井速度较大(V>2000m/h)时，伞筋容易受到撞击而被扯出，伞头在没有伞筋保护的情况下就会被磨坏，甚至被扯破，进而影响测井的成功率。

2 22Y-F1型伞式流量仪的改进

2.1 流量仪的改进

对流量仪的改进主要体现在对涡轮流量计的改进上。涡轮流量计是应用流体动量矩原理实现流量测量的[2]。由动量矩定理可知，当涡轮旋转时，它的运动方程为

式中：J为涡轮的转动惯量;dω/dt为涡轮旋转角加速度;T为推动涡轮旋转的力矩，即驱动力矩;∑Ti为阻碍涡轮旋转的各种阻力矩。

涡轮起动后，管内流体的流量不随时间变化，即作定量流动，即涡轮以稳定的角速度旋转，此时

式(2)变为T=∑Ti(3)

因此稳定流动时，驱动力矩与各种阻力矩相平衡。根据文献[2]可知，在层流状态时涡轮所受到的驱动力矩为：

其中：C1为修正系数;θ为叶片与轴线之间的夹角;r为涡轮叶片的平均半径;ρ为流体密度;A为流道的面积;Q为流量;ω为涡轮的旋转角速度。

涡轮在运动过程中，除了受到驱动力矩外，还受到阻碍涡轮转动的各种阻力矩。这些阻力矩主要包括由粘滞摩擦力影响引起的粘性摩擦阻力T1、由轴承引起的机械摩擦阻力T2和由叶片切割磁力线引起的电磁阻力矩T3=Cxω，由于比例系数Cx较小，可以忽略不计。因此在涡轮运动处于稳定状态时，驱动力矩与这些阻力矩之和相等，因此式(3)可以写成

当流量计由静止起动时，驱动力矩主要是用来克服机械摩擦阻力矩。且在涡轮启动时，由于旋转角度小，因此可以忽略粘性摩擦阻力矩。此时

将式(4)带入上式得

当涡轮起动时ω=0，由此可以得到使涡轮流量计启动所需要的最小流量，即流量计的最小灵敏度流量Qmin。

可见在同一种流体中，Qmin主要与r和θ有关，因此r和θ越大，Qmin越小;反之，r和θ越小，Qmin越大。

根据以上原理，在改进流量仪涡轮的时候，为了使仪器的起动排量更小，灵敏度更高，应尽量增大它的半径r并减小叶片升角β(β=90-θ)。常规涡轮的安装结构如图1所示。此时涡轮居中安装，在保证强度和走线管(直径3mm)空间的情况下，涡轮的最大直径只有10.4mm。按照此设计，无论叶片的升角多大，经过标定可知，其启动排量只有3.5方/天～4方/天，无法满足油田大量低产液井的测井要求。因此必须改进其安装结构(如图2)。此种结构的涡轮安装中心线在X、Y两个方向上偏置，从而可以最大限度的利用支架的空间，此中安装方式可以是涡轮的最大直径达到13.8mm。此时改变叶片升角β，经江苏油田标定实验可知，此种结构的仪器的启动排量为0.5方天～1方/天，基本满足了油田低产液井的测井需求。

1.支架;2.涡轮;3.走线管空间;4.宝石座

1.支架;2.涡轮;3.宝石座

2.2 布伞的改进

对布伞的改进主要体现在对伞头、伞筋的改进上。布伞的结构跟金属伞的结构有着很大的不同，不仅仅是因为它所用的伞头材料不同，更大的区别在于其伞筋固定方式的不同，金属伞伞筋两头固定，因此伞头在井下遇到碰撞或撕扯的情况时，伞筋不会被扯出，但是布伞的伞筋只是插在伞筋护套里，并不固定，因此在受到向外的拉力的时候，布伞的伞筋能够被扯出来。同时为了使布伞在打开时形成需要的形状，因此伞筋的一头要用两层金属片焊接而成，虽然在焊接后短的金属片采用了倒角处理，但是还是会造成伞筋上凹凸不平的情况(如图3)，因此在下井时，特别是在遇到井况不好的情况时，伞头3的位置容易受到撞击，伞筋容易被扯出，从而造成布伞头的损害，从而影响测井准确性，严重者甚至会造成测井失败。

为了解决上述问题，在第一层伞筋的外面再加上一层光滑的单层薄伞筋(如图4)，这种伞筋具有一定弹性和韧性，既可以保护第一层伞筋及其上的护伞片，也可以保护内部的伞头，同时也不会给伞打开时的形状造成太大的影响，既有利于保护伞的完整性，又有利于提高下放和上提仪器速度的提高，从而提高测井效率。

此两种布伞结构在江苏油田对比应用可知，在改进以前，仪器的下放速度不能高于600m/h，在井斜较大的情况下，仪器很容易遇阻，当把仪器收上来时，伞筋基本掉光，测井失败率高达95%以上;在改进以后，仪器的最高下放速度可以达到5000m/h，仪器遇阻情况降低，仪器在速度低于3000m/h收上来时，伞筋基本完好，测井成功率可以达到90%以上，而且由于作业速度加快，能够大大减少井队作业时间，提高作业效率。

1.内层伞筋;2.外层伞筋;3.护伞片

1.护伞片;2.伞筋;3.金属片

3 结论

经过上述改进，22Y-F1型伞式流量仪在测量较大斜度井方面取得了良好的效果。布伞的改进，使仪器下放速度从600m/h提高到5000m/h，有效降低了作业时间，提高了测井效率;流量仪的改进使仪器的启动排量降低到1方/天以下，并且在井况比较坏的情况下依然能够测出流量的大小，保证了测井的成功率，在油田应用中取得了不错的效果。

摘要：本文简单介绍了22Y-F1型环空测井伞式流量仪的结构及缺点,并针对其缺点提出了两项改进:对流量传感器涡轮部件结构的改进和对布伞的改进,此设计的改进将为以后小直径仪器的设计和改进提供参考和借鉴。

关键词：环空测井,产业剖面,流量,测速

参考文献

[1]环空测井新技术.沃博论坛.http://news.upc.edu.cn/syzg/sykp/sykt/20061208/081617.shtml.