介質(zhì)脈動(dòng)流對(duì)流量測(cè)量有什么影響及脈動(dòng)流的來源

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，上海自動(dòng)化儀表經(jīng)常需要流量測(cè)量計(jì)對(duì)管道流量進(jìn)行測(cè)量。但是流體有許多變量，這些變量往往會(huì)左右測(cè)量結(jié)果。其中脈動(dòng)流就是一個(gè)很重要的變量。我們應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)脈動(dòng)流對(duì)流量計(jì)的影響，才能控制變量，使測(cè)量結(jié)果更加精確。

1、脈動(dòng)流的產(chǎn)生

脈動(dòng)流常見于工業(yè)管流，它多由旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式壓氣機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和泵產(chǎn)生。管道中流體的共振和流量控制設(shè)備的周期振蕩，例如控制閥的振蕩，也是脈動(dòng)的主要起因。流體在以較高的流速流過t型接頭中的直線管段時(shí)，常會(huì)引發(fā)三通中的第三只口內(nèi)流體脈動(dòng)。脈動(dòng)一旦形成就會(huì)在流體中傳播，不但可向脈動(dòng)源的下游傳播，也可向其上游傳播。脈動(dòng)經(jīng)一段距離的傳播常因壓縮作用而強(qiáng)度減弱。

2、脈動(dòng)流對(duì)流量測(cè)量?jī)x表的影響

對(duì)于有固定周期的脈動(dòng)流，可用周期來描述其脈動(dòng)出現(xiàn)的頻繁程度。一個(gè)周期有的可能要數(shù)小時(shí)，有的可能只需幾秒鐘。周期長(zhǎng)、幅值較小的脈動(dòng)，一般說來各種流量計(jì)都能跟蹤這種變化，同時(shí)保持它們參比條件下的準(zhǔn)確度。周期短、幅值較大的脈動(dòng)，對(duì)除容積式流量計(jì)之外的絕大多數(shù)種類流量計(jì)都有較顯著影響，出現(xiàn)較大誤差。

(1)脈動(dòng)流對(duì)差壓式流量計(jì)的影響

在脈動(dòng)流狀態(tài)下，孔板流量計(jì)示值誤差的影響來自兩個(gè)方面，一是對(duì)孔板流量計(jì)一次元件所產(chǎn)生的影響，即孔板流量計(jì)在測(cè)量脈動(dòng)流時(shí)存在的原理上的誤差；二是對(duì)孔板流量計(jì)的差壓信號(hào)傳遞和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，以及流量計(jì)二次儀表中所采用的流量計(jì)算方法的影響。除此之外，在脈動(dòng)流條件下，管道橫截面上流速分布廓形可能不同于相同平均流量的定常流動(dòng)狀態(tài)下的流速分布廓形形狀，也對(duì)儀表示值造成一定影響。

(2)脈動(dòng)流對(duì)旋渦流量計(jì)的影響

脈動(dòng)流對(duì)旋渦流量計(jì)的影響主要取決于脈動(dòng)的幅值和脈動(dòng)頻率同旋渦剝離頻率之比。當(dāng)脈動(dòng)幅值較小，在旋渦探測(cè)器上產(chǎn)生的信號(hào)幅值低于旋渦流量計(jì)門限值時(shí)，這種脈動(dòng)被旋渦流量計(jì)中的噪聲鑒別電路當(dāng)作噪聲而濾除。當(dāng)脈動(dòng)幅值足夠大時(shí)，與脈動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)的干擾同旋渦產(chǎn)生的信號(hào)混在一起而無法分離，非常后被當(dāng)作旋渦去計(jì)算流量，使得儀表示值偏高。當(dāng)然脈動(dòng)頻率有高有低，如果脈動(dòng)頻率與旋渦剝離頻率之比很小，則對(duì)儀表示值影響也小，反之影響則大。

3、脈動(dòng)流量的測(cè)量

由于流動(dòng)脈動(dòng)對(duì)絕大多數(shù)流量計(jì)均帶來誤差增大的嚴(yán)重后果，因此近幾十年以來，吸引了很多研究者對(duì)脈動(dòng)流進(jìn)行大量的研究。

對(duì)付脈動(dòng)流的方法主要有兩個(gè)，一是配置合適的低通濾波器將脈動(dòng)阻尼掉，使之殘存的脈動(dòng)不足以影響流量測(cè)量?jī)x表或只對(duì)流量測(cè)量造成很小的誤差，二是當(dāng)這種阻尼在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)施有困難時(shí)，利用研究者所提供的公式對(duì)脈動(dòng)所引起的誤差進(jìn)行估算，從而基本滿足測(cè)量精度的要求。

人們?cè)跍y(cè)量往復(fù)式壓縮機(jī)出口流量時(shí)，無一例外地都要遇到流體脈動(dòng)問題，汽缸每往復(fù)一次，其排氣流量就出現(xiàn)一個(gè)方波，幸運(yùn)的是往復(fù)式壓縮機(jī)出口一般都裝有一個(gè)緩沖罐，上述脈動(dòng)經(jīng)緩沖罐的濾波后，在緩沖罐的出口管上，流量就變得較平穩(wěn)。因此，上海自動(dòng)化儀表合理選擇測(cè)量點(diǎn)的位置，避開脈動(dòng)源的影響，是個(gè)簡(jiǎn)單而有效的方法。