流量測量儀器的種類

　　目前使用zui多的極低溫流體的流量測量儀器有孔板、渦街流量計、渦輪流量計三種。但是，各種流量計，根據(jù)其用途、測量范圍，也研制了很多不同的結(jié)構(gòu)。因此，希望選擇儀器時，一定要在充分掌握各種儀器的特征的基礎(chǔ)上考慮價格。維護性能、要求精度、過程中測量場所的特征。

　　極低溫流體以液體和氣體兩種狀態(tài)存在，但幾乎所有的問題都發(fā)生在流體的流量測量過程中。因此．這里主要說明極低溫液體的流量測量。

　　孔板

　　用孔板測量流體的方法是根據(jù)德國工業(yè)標準、美國機械工程師學會、日本工業(yè)標準等的標準確定的。由于其使用效果好，所以，極低溫流體在以上述標準定義的物性值的范圍內(nèi)，如果測量時沒有異常的物性值變化，就能進行圓滿的測量。

　　實際上在極低溫流體的流量測量中，孔板應用得zui多，可靠性也高。但是，在進行儀表設(shè)計時有幾個重要的事項需要注意，下面就加以敘述。

　　材料和結(jié)構(gòu)

　1　材料采用SUS316L。焊接噴嘴使用低炭焊接棒是安全的。

　2　極低溫流體在飽和狀態(tài)下流動時，為把容易引起差壓的擺動平滑化后進行測量，希望取壓型式用角接取壓。

　3　為了減少由于冷縮而引起的孔板漏濁，可將孔板和環(huán)室作成一體。

　4　對于測量高壓配管或泵流用的孔板，難以用夾緊的辦法來控制安裝處的漏濁，有時甚至需要停止設(shè)備運行。因此，要按照配管等級來提高孔板安裝位置的法蘭和螺絲的等級，這種方法比通常用的過盈量要大，以防漏泄。同時，要將熱傳導率好的金屬插入螺絲的空間，使配管的冷縮不產(chǎn)生時間差。根據(jù)情況，也有選擇螺絲的冷縮率比孔板大的。

　5　在口徑較大的配管上安裝孔板時，用上述的薄片式的，有時不能控制漏泄。要使用帶有法蘭的孔板或焊接式孔扳。

　　（2）　孔板設(shè)計

　　渦街流量計

　　特征

　　渦街流量計用于極低溫流體的流量測量時，一般特征如下：

　　1.　壓力損失比較小。即使是極低溫的流體，其蒸發(fā)量也少，可以高精度測量。

　　2.　量程范圍大。

　　3.　由于是檢測流速，所以，流量和輸出的關(guān)系為線性。

　　4.　由于可以脈沖輸出，容易累積計算。

　　5.　很容易安裝導壓管。

　　結(jié)構(gòu)和材料

　　為了減少熱收縮等原因產(chǎn)生的漏液的可能性，主體一般裝有法蘭盤，而不用螺紋接頭。

　　為了避免冷熱的影響，前置放大器部分采用加長管來安裝。但是，有時也可根據(jù)情況安裝散熱片。本體、三角柱、法蘭盤需使用低溫材料SUS316。

　　流量測量范圍

　　通常希望流量計的口徑與普通配管直徑一致。但是，往往是根據(jù)將來的計劃來設(shè)計配管。當配管直徑很大或使用量增加之后，會出現(xiàn)測量精度變差、甚至不能測量的情況。在這種情況下，必須按測量范圍選用渦街流量計以及前后安裝的整流器以使口徑一致。一般地說，可按照下面幾點來選定。

　　1.　zui小流量的極限是這樣選取的：當流量低于這個極*，流量信號變?nèi)?。按雷諾數(shù)劃分的話，雷諾數(shù)大約是2000。

　　2.　zui大流量。換算為流速的話，取6米／秒。取該值的原因是一方面在流量計的檢測部分壓力損失增加，流體在該處急劇蒸發(fā)，另一方面它是渦街流量測量的極限值。

　　渦輪流量計

　　結(jié)構(gòu)和材料

　　渦輪流量計中裝有轉(zhuǎn)子和軸承等以高速轉(zhuǎn)動的可動部分、摩擦部分。因此，應充分了解其結(jié)構(gòu)和處理方法，否則，使用時就不會發(fā)揮其特性。

　　一般使用的材料是大家所知道的SUS304L低溫材料。如能進行奧氏體化處理，SUS304也可使用。

　　軸承是渦輪流量計的zui重要部分，達部分決定其特性、耐久性。如果被測流體是沒有潤滑性的液體，在選澤軸承時，要十分注意。通過實驗證明，測量液化天然氣用的渦輪流量計可以使用AISI 440C不銹鋼的滾珠軸承。

　　流量范圍

　　用渦輪流量計測量極低溫流體時，zui容易發(fā)生的故障是因儀表的壓力損失而引起的急劇蒸發(fā)。儀表中形成急劇蒸發(fā)后，轉(zhuǎn)子將以比通常轉(zhuǎn)速快數(shù)十倍的速度旋轉(zhuǎn)。這樣軸承會在很短的時間內(nèi)就被*磨壞。防止蒸發(fā)的方法是適當加大儀表的尺寸。渦輪流量計的壓力損失與流量的平方成正比，如能將被測zui大流量限制在儀表容量的1／2時，壓力損失可下降到額定的1／4。

　　一股地說，在間斷使用時，如將被測zui大流量控制在儀表容量的70％以下，基本上不會產(chǎn)生因儀表本身的壓力損失而出現(xiàn)的故障。連續(xù)使用時，要將常用流量限制在儀表容量的50％以下。這就需要將軸承的檢查周期取為一年以上。

　　粘度的影響

　　當流體是紊流時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不受粘度和密度的影響。但是，當是層流時，就要受影響。因此，在流量小的地方，可測量的流體的密度和流量之間存在一定的極限。液化天然氣等極低溫流體和汽油相比，粘度小一個數(shù)量級。因此，就可以用汽油檢定，保證得到量程以上的值