摘要：海洋平臺(tái)上有各式各樣的介質(zhì)和工況，按照各種不同的工況選擇適合于此種工況的流量計(jì)是設(shè)計(jì)人員的職責(zé)之一，三暢儀表簡(jiǎn)要介紹靶式流量計(jì)的測(cè)量原理，在海洋平臺(tái)上的選型和使用注意事項(xiàng)等。

1 概述

    流量作為海洋平臺(tái)上測(cè)量和控制流體的一項(xiàng)重要參數(shù)，它是關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量和安全的重要環(huán)節(jié)。流量計(jì)測(cè)量按照介質(zhì)的類別分為多相和單相，按照測(cè)量方式分為體積流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)，體積流量計(jì)又分為容積式、差壓式、速度式流量計(jì)；靶式流量計(jì)主要用于解決高黏度、低雷諾數(shù)流體的流量測(cè)量，采用了電容傳感器作為測(cè)量單位，同時(shí)通過(guò)數(shù)字智能處理技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的計(jì)量?jī)x表。

2 靶式流量計(jì)的原理

    靶式流量計(jì)測(cè)量在管線中心安裝靶，通過(guò)流體穿過(guò)時(shí)對(duì)靶面的沖擊，通過(guò)力矩轉(zhuǎn)換將靶面的作用力轉(zhuǎn)化成流體流量，并通過(guò)電流信號(hào)進(jìn)行記錄，從而形成流量。當(dāng)流體在測(cè)量管中流動(dòng)時(shí)，因動(dòng)能與靶面產(chǎn)生壓差，而相應(yīng)作用力，使靶面產(chǎn)生微量的位移，其作用力與介質(zhì)流速的平方成正比，靶面所受的作用力經(jīng)靶桿傳遞，作用到傳感器，導(dǎo)致內(nèi)部電橋平衡被打破，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，通過(guò)傳感器顯示。

    靶式流量計(jì)采用了與傳統(tǒng)流量計(jì)不同的結(jié)構(gòu)，介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沖擊在靶上，靶的受力作用在靶桿上，使之產(chǎn)生微小的位移（2~3mm ），靶的受力經(jīng)不繡鋼桿傳遞給壓敏電阻應(yīng)變片，經(jīng)應(yīng)變片電橋把力轉(zhuǎn)換成與流速的平方成正比關(guān)系的電信號(hào)，公式如下：F=QA pV/2g

式中：F為靶面所受的作用力；Q為阻尼系數(shù)；A為靶面面積；p為流體密度；V/2g為特征流速；

3 靶式流量計(jì)的特點(diǎn)

3.1 靶式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)

    靶式流量計(jì)對(duì)于介質(zhì)的要求很低，可以測(cè)量高黏度的流體，也可測(cè)量易結(jié)晶、易凝結(jié)和帶懸浮顆粒的流體，此外也可測(cè)量非導(dǎo)電流體、氣體、蒸汽等。靶式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)可動(dòng)部件，插入式結(jié)構(gòu)，拆卸方便，不容易堵塞，便于維修。靈敏度高，采用高靈敏度電阻應(yīng)變電橋，直接測(cè)量流體的流動(dòng)。可用于大口徑、大流量的測(cè)量，根據(jù)實(shí)際需要更換阻流件（靶片）而改變流量范圍。

3.2 靶式流量計(jì)缺點(diǎn)

    壓力損失大，由于靶式流量計(jì)中阻力靶和連接桿的存在，會(huì)存在一定的壓力損失。測(cè)量精度受介質(zhì)雷諾系數(shù)的影響大，在低雷諾系數(shù)的情況下，精確度收到影響，測(cè)量誤差很大，在測(cè)量液體介質(zhì)時(shí)，必須保證其雷諾系數(shù)大于1000，精度能夠達(dá)到0.5%FS .安裝時(shí)候要求靶面的圓心與管線的中心重合，一旦有所偏離，將會(huì)影響流量計(jì)的精度。安裝有直管段要求，前10D后5D是靶式流量計(jì)非常低要求。

4 靶式流量計(jì)的選型計(jì)算

    靶式流量計(jì)的選型須經(jīng)計(jì)算，把實(shí)際流量轉(zhuǎn)換成等量標(biāo)準(zhǔn)水的流量，然后按照選型表選擇合適的尺寸及型號(hào)。

    其中：GPM=標(biāo)準(zhǔn)水流量（加侖/min）

    GPM1=實(shí)測(cè)液體介質(zhì)滿量程流量（加侖/min）

    SCFM=實(shí)測(cè)氣體介質(zhì)標(biāo)態(tài)滿量程流量（立方英尺/min）

    ACFM=實(shí)測(cè)氣體介質(zhì)工礦滿量程流量（立方英尺/min）

    S=液體比重；Sg=氣體比重

    pph=蒸汽滿量程流量（磅/h）

    P’=操作壓力（PSIG）+14.696 T=操作溫度（F）+459.67

    Vg=1/蒸汽密度（ft3/Ibs）

    如被測(cè)介質(zhì)為液體，必須保證其雷諾系數(shù)大于1000，

    雷諾系數(shù)計(jì)算公式如下：

    Re=雷諾系數(shù)

    d=管內(nèi)徑（英寸） V=運(yùn)動(dòng)黏度（cSt）

    標(biāo)準(zhǔn)條件：P=14.696Pisa T=60F（519.67R）

    空氣=0.0764Ibs/ft3 水=62.374 Ibs/ft3

    根據(jù)上述公式計(jì)算出等量的水流量后根據(jù)選型表格選擇相應(yīng)管徑。

5 安裝注意事項(xiàng)

    靶式流量計(jì)的安裝形式和差壓式相同，可以在水平或者豎直管道上安裝，當(dāng)流體中含有固態(tài)物質(zhì)時(shí)，只能安裝在水平的管道上，為消除重力作用與靶面產(chǎn)生的誤差，垂直安裝時(shí)介質(zhì)的流向應(yīng)從下向上。

    安裝時(shí)，應(yīng)使靶心和管線的中心同心，可以消除測(cè)量精度帶來(lái)的誤差，提高精度。插入式靶式流量計(jì)插入長(zhǎng)度計(jì)算公式：法蘭面到中心高度=接管高度+管外壁直徑/2，按照此工時(shí)計(jì)算出廠家需要制作的插入桿的長(zhǎng)度。不允許直接在流量計(jì)測(cè)量管前后端安裝閥門(mén)、彎頭等極大改變流體流態(tài)的部件；如果需要在流量計(jì)前后管道上安裝閥門(mén)、彎頭等部件也應(yīng)盡量保證前后直管段長(zhǎng)度。

6 結(jié)束語(yǔ)

    在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要針對(duì)于特定的工況，找出并使用對(duì)該工況非常適宜的流量計(jì)，以滿足工程的需要。因此在流量計(jì)的選型時(shí)應(yīng)該科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)從不同角度選擇適合的流量計(jì)。靶式流量計(jì)有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，在大管徑的應(yīng)用上也有相當(dāng)大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而且相對(duì)于阻流式的流量計(jì)，壓損也是很低。

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