一個好品質(zhì)的熱式流量計產(chǎn)品必須具備兩個最主要的特點(diǎn):好的探頭制造工藝和完整的實(shí)流標(biāo)定裝置。我們分別來分析這兩大特點(diǎn):
a.探頭制造工藝:前面我們談了熱式流量計的原理,我們從原理上可以看出探頭是整個熱式氣體質(zhì)量流量計的核心,它的性能優(yōu)劣可以決定流量計的測量精度、重復(fù)性、使用壽命、低流速特性。探頭是由鉑金電阻絲、護(hù)套不銹鋼組成。鉑金電熱絲導(dǎo)電,護(hù)套不銹鋼也導(dǎo)電,這就要求他們之間的填隙物必須要導(dǎo)熱性能非常好,但是又不能導(dǎo)電。這個就引出了所有熱式流量計的核心——加熱探針的填隙材料及封裝工藝:
填隙層越厚,雖然絕緣性好了,但是導(dǎo)熱的性能就差,且溫度的靈敏性也差,同時響應(yīng)滯后。填隙物如果是有機(jī)物,容易老化導(dǎo)致填料出現(xiàn)裂縫,流量計就表現(xiàn)為零點(diǎn)漂移。填隙物內(nèi)如果有微小的空氣,由于此探針一直處于加熱狀態(tài),微小的空氣膨脹,引起零點(diǎn)波動。
傳統(tǒng)的熱式質(zhì)量流量計加熱的速度傳感器封裝于不銹鋼管探針端部,并在傳感器和不銹鋼管內(nèi)壁之間灌注混合物。該混合物必須電絕緣的同時又保證較小的熱阻,一般為環(huán)氧樹脂、陶制水泥、耐熱膏脂或者氧化鋁粉、氧化鎂粉等。這些采用如上填料的“濕”傳感器存在一些缺陷:比如它的表面熱阻會隨使用時間的加長不斷增加, 使得輸出曲線呈下降趨勢,導(dǎo)致傳感器靈敏度降低,最終影響了測量精度。“濕”傳感器的填充物由于與速度傳感器的熱膨脹系數(shù)不同,隨著使用時間的加長會產(chǎn)生老化、龜裂等現(xiàn)象,最終會導(dǎo)致傳感器的測量精度超差,且難以維持長期精度。這樣的封裝和填料,短時間看不出區(qū)別,但是半年一年后就可以發(fā)現(xiàn)重復(fù)性變差、零飄等問題。右邊是美國SIERRA的熱式流量計探頭解刨圖,斯亞樂的速度傳感器是目前全球唯一的一種真正的“干”的傳感器。它獨(dú)特的封裝工藝使得速度傳感器與不銹鋼內(nèi)壁之間完美填充,且不使用有機(jī)物作為填料,而是鉑銥無機(jī)物。斯亞樂熱式流量計產(chǎn)品的靈敏度、重復(fù)性都達(dá)到最優(yōu)化,在任何時候速度傳感器內(nèi)填料都不會有裂縫產(chǎn)生,也不會有因龜裂而出現(xiàn)漂移的問題,最終極大地提升了測量精度,極好地維持了長期精度。 SIERRA在熱式的最核心部件上采用獨(dú)特的納米級絕緣性能的無機(jī)物填充,再通過高壓成型,使得納米級的填料更加致密,確保十年不會有零漂。兩種不同的封裝技術(shù)也成就了不一樣品質(zhì)的產(chǎn)品。
b.實(shí)流標(biāo)定技術(shù):首先我們談一下熱式氣體質(zhì)量流量計實(shí)流標(biāo)定的重要性。前面我們說過了熱式的測量原理,通過原理知道熱式氣體質(zhì)量流量計測量與被測氣體介質(zhì)的熱導(dǎo)性能有很大的關(guān)系,每一種氣體介質(zhì)的比熱容在不同溫度和壓力的數(shù)值是不一樣的。如果單純依靠常壓或者負(fù)壓空氣標(biāo)定,然后修正的方式來得到高性能的流量計,這個還是不科學(xué)的。而且實(shí)事證明沒有實(shí)流標(biāo)定的流量計測量非空氣介質(zhì),數(shù)據(jù)偏差很大。目前市場上熱式氣體質(zhì)量流量計大都采用開路的負(fù)壓空氣標(biāo)定,然后修正到高壓力工況,或者修正到其他氣體,比如氬氣、二氧化碳、氧氣、氫氣、氨氣等等。修正標(biāo)定必然導(dǎo)致測量精度不能保證,低壓標(biāo)定后的表應(yīng)用在高壓工況,空氣介質(zhì)標(biāo)定后的表應(yīng)用在其他氣體介質(zhì),測量精度無法保證。
三.正確選擇熱式氣體質(zhì)量流量計
有數(shù)據(jù)證明,在流量計量出現(xiàn)的故障幾率上,流量計選型不當(dāng)占大約70%,流量計產(chǎn)品質(zhì)量或其他原因占30%,可見選型對流量計量是多么重要。熱式氣體質(zhì)量流量計用戶方特別要注意,自己不要選定某種型號流量計,除非你是選擇做為更換原有的流量計,最好將這個工作交給賣方,因?yàn)樗麄兪菍I(yè)的。你只需要提供盡可能完整的工況數(shù)據(jù)和一些技術(shù)要求。比如流量范圍(建議流量單位采用標(biāo)方),測量的介質(zhì),管道的口徑,管道的材質(zhì),工作壓力,工作溫度,是否要求防爆,流量計工作環(huán)境溫度,信號電源要求,精度等級,應(yīng)用在什么工藝上(是過程控制還是貿(mào)易計量),測量介質(zhì)干燥度和潔凈度如何。測量混合氣體流量,一定要提供各介質(zhì)的占比百分比值。最后提醒一句:現(xiàn)場有條件的話,流量計選擇一體化。如果是分體,由于傳輸信號線纜是做為測量橋路的一部分,本身是有阻值的,不管做的如何出色,由于測量探頭的電阻值很小,這個線纜的阻值勢必影響到電子線路的運(yùn)算和處理,再加上現(xiàn)場環(huán)境的影響,阻值會產(chǎn)生漂移。如果非要選擇分體的,建議這個分體距離選擇要越短越好。如果測量氣體是非空氣的其他氣體介質(zhì),建議選擇國外有實(shí)流標(biāo)定的熱式流量計產(chǎn)品,這個一定要切記。當(dāng)然除非您對測量的數(shù)據(jù)要求低,不在乎偏差多少,僅僅是看一下流量趨勢,還是可以選擇那些低端的熱式流量計產(chǎn)品。對于低價傾銷的產(chǎn)品,自己多留心。算算基本的成本看是否是能保障產(chǎn)品質(zhì)量的流量計產(chǎn)品,有一個最基本的成本是繞不開的,標(biāo)定一臺氣體流量計DN50以下的其標(biāo)定成本是1000元左右(各地計量院收費(fèi)不同,略有出入)。DN100以下是1500元。DN100以上,每一個管徑規(guī)格增加標(biāo)定成本大約1000元左右。正確選擇熱式氣體質(zhì)量流量計最關(guān)鍵的是,要多學(xué)習(xí),掌握測量原理和產(chǎn)品的性能,和產(chǎn)品廠家業(yè)務(wù)人員多做深入交流,明辨各品牌的特點(diǎn)。才能立足自我,正確選擇符合自己要求的熱式氣體質(zhì)量流量計產(chǎn)品。
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