卫生型差压式流量计的设计(上)

2020/8/6 0:41:23 人评论 次浏览 分类:流量测量  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/3276.html

卫生型差压式流量计利用了流体通过节流件形成压差的工作原理,并在流量计内部采用无死角设计和抛光处理,使其满足了食品、制药行业的卫生级要求。卫生型差压式流量计内部还集成有管道压力测量和流体温度测量传感器,使其在测量流体流量的同时,还能实现对流体介质的压力和温度的同时测量和输出。在食品和制药行业中,特别是对卫生级需求的测量,应用非常方便。昌晖仪表详细地介绍了卫生型差压式流量计构成、工作原理和应用方法,通过与其它常用流量计的比较分析,体现其应用优势和现实意义。

目前生物、制药、食品等行业对流体流量的测量有采用浮子流量计、涡轮流量计、孔板流量计、V锥流量计、涡街流量计、电磁流量计和科氏力流量计等。但由于这些卫生型行业的特殊要求,使得这些流量装置在应用中存在一定的局限性,或不能满足卫生级需求或应用成本过高。卫生型差压式流量计是利用流体通过节流件形成压差的工作原理,其管道、壳体均采用316L不锈钢材质,内外抛光处理,并且内部节流装置采用无死角设计,从而极大地降低了微生物滋生风险。因此其可以达到GMP标准的卫生级要求,可以广泛应用于生物、制药、食品等行业。


如下图1所示:差压式流量计左侧部分为卫生级不锈钢壳体,右侧部分为电子部件腔体。不锈钢壳体为一个直通式管道,内部采用无缝隙、无死角设计。直通式管道内部表面经过卫生级抛光处理。在直通式管道内设置一个差压传感器膜盒,从而形成节流装置,将差压传感器膜盒的正侧面面向流体的流动方向,差压传感器膜盒的负侧面平行于流体的流动方向。当流体流经这个直通式管道式时,由于管道内部差压传感器膜盒的节流效应,使得差压传感器膜盒的正负侧形成压力差。而差压传感器膜盒内部设置有差压测量芯片、静压测量芯片和温度测量芯片,使其能够测量获得差压传感器膜盒正负侧的压差信号、管道的静压信号和流体的温度信号。

卫生型差压式流量计
图1 卫生型差压式流量计

一些现代智能压力变送器产品,增加了内部温度传感器,用于修正环境温度变化引起的热影响。


◆准确度规格

流量测量精度等级:0.3级、0.5级、1级
压力测量精度等级:0.5级
温度测量精度:±0.3℃
流量测量规格
A: 0-3m3/h;B:0-5m3/h;C:0-7m3/h;D:0-10m3/h;E:0-15m3/h;F:0-20m3/h
◆工作压力测量规格

A:0-10bar;B:0-20bar
◆介质温度测量规格

A:0-100℃;B:0-150℃
◆输出信号

流量、温度、压力分别有4-20mA标准输出,可加载485通讯或HART数字通讯。

常规差压式流量计(如标准孔板、标准喷嘴、长颈喷嘴、经典文丘里管等)是以伯努利方程和流体连续性方程为依据。根据节流原理,当流体流经标准节流装置时,在其前后产生产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。


参考国际标准ISO5167-1(1991)和我国的标准GB/T262493,可以给出这些差压式流量计的推理公式为:




此公式式中:Qm为流量,m3;K为流量常数;ρ为流体的密度,kg/m3;ΔP为传感器所测的差压值,kPa;ξ为可膨胀系数;d为工作条件下节流件或喉部直径,m;D为工作条件下上下游管道内径,m;β为直径比,β=d/D;C为流出系数。


卫生型差压式流量计从测量原理上来看,也是属于差压式流量计的一种,其计算模型和标准节流装置差压式流量计是相同的,即


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