;                  
                   
          首   頁(yè)  公司簡(jiǎn)介  產(chǎn)品中心  質(zhì)量體系  銷售網(wǎng)絡(luò)  聯(lián)系我們
 
  溫度儀表系列
  壓力儀表系列
  流量?jī)x表系列
  校驗(yàn)儀表系列
  顯示儀表系列
  變送器儀表系列
  電線電纜系列
 
  電磁流量計(jì)的工作原理
  氧化鋯氧傳感器的原理及應(yīng)用
  有害氣體檢測(cè)報(bào)警儀選用原則
  我國(guó)計(jì)量用儀器儀表的發(fā)展和現(xiàn)狀
  國(guó)內(nèi)儀器儀表行業(yè)將發(fā)生高科....
  西安交大研制出超高溫沖擊壓....
  采用半導(dǎo)體精密溫度傳感......
  智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
  簡(jiǎn)述幾種氣體檢測(cè)傳感器.....
  利用傳感器技術(shù)制造智能服裝
  新型傳感器監(jiān)控魚群數(shù)量
   
 
聯(lián)系方式
 電話(市場(chǎng)部):0517-86851868  
        0517-86882048
        0517-86881908
   (拓展部):0517-86882683
 傳真:0517-86851869
 節(jié)假日商務(wù)聯(lián)系電話:
 何經(jīng)理:13655238295
 劉經(jīng)理:15861721324
 郵編:211600
 網(wǎng)址:http://qianxinmuye.cn/
    http://www.sukeyb.com/
 E-mail:china-suke@163.com
     sukeyb@163.com
 地址:江蘇省金湖縣工業(yè)園區(qū)環(huán)城西
 路269號(hào)
 您現(xiàn)在的位置 > 首頁(yè) > 行業(yè)新聞 > 氟氣流量計(jì)設(shè)計(jì)制造及應(yīng)用
     

氟氣流量計(jì)設(shè)計(jì)制造及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-10-27

摘要:一套氟氣流量測(cè)量裝置,該裝置不僅提高了氟氣流量測(cè)量精度而且提高了氟氣利用率。首先分析了熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理,根據(jù)工作原理和工藝需求。通過(guò)測(cè)試各項(xiàng)指標(biāo)滿足技術(shù)要求;然后通過(guò)黃金分割法,編寫C語(yǔ)言程序,計(jì)算最優(yōu)流量系數(shù),并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知該氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥滿足工藝需求。該裝置應(yīng)用于提高了氟氣流量的測(cè)量精度,而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量,減少了核材料浪費(fèi)。
  氟氣流量是核燃料循環(huán)中相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的一個(gè)重要參數(shù),在生產(chǎn)工藝流程中氟氣流量的準(zhǔn)確測(cè)量,不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量而且可避免氟氣的浪費(fèi)。本文根據(jù)實(shí)際需要自主設(shè)計(jì)了氟氣流量計(jì),并委托生產(chǎn)樣機(jī),在技術(shù)性能指標(biāo)滿足要求后應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。
1 流量測(cè)控裝置的結(jié)構(gòu)
  氟氣流量測(cè)控裝置由氟氣流量計(jì)、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、氟氣罐、電磁閥和DCS系統(tǒng)等組成;DCS系統(tǒng)硬件由ABB公司AC800F控制器[3]、現(xiàn)場(chǎng)I/O卡件、工程師站,軟件由CoNTroL BUiLDF軟件和DigVis軟件組成,裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。
氟氣流量計(jì)流量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖
2 氟氣流量測(cè)量裝置核心部件的設(shè)計(jì)
  該測(cè)量裝置核心部件包括氟氣流量計(jì)和氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。
2.1 氟氣流量計(jì)
  目前,廣泛應(yīng)用的流量計(jì),大多數(shù)測(cè)量的是體積流量。由于溫度、壓力等環(huán)境條件都會(huì)在一定程度上影響流體的體積,當(dāng)外在的溫度、壓力等環(huán)境條件改變時(shí),需要對(duì)體積流量進(jìn)行換算,但當(dāng)溫度、壓力頻繁變化時(shí),進(jìn)行及時(shí)換算很難實(shí)現(xiàn)。因此選擇質(zhì)量流量計(jì)。
2.1.1 氟氣流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)
  根據(jù)工藝需求,推出氟氣流量計(jì),技術(shù)指標(biāo)如下:
1)質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)測(cè)量;
2)溫度補(bǔ)償功能,快速進(jìn)行溫度補(bǔ)償;
3)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)等功能;
4)該流量計(jì)采用量熱式質(zhì)量流量計(jì)工作原理,薄壁測(cè)量管采用蒙乃爾400合金或者哈氏合金,防止氟氣將薄壁測(cè)量管腐蝕,造成氟氣泄露,損壞傳感器,影響測(cè)量精度;
5)該流量計(jì)測(cè)量范圍[0,300]NL/h,精度1.0級(jí),現(xiàn)場(chǎng)顯示瞬時(shí)流量和累積流量,傳輸信號(hào)[4,20]mA,連接方式焊接;
6)該流量計(jì)采用氟氣和氮?dú)膺M(jìn)行標(biāo)定,提供氟氣和氮?dú)獾臉?biāo)定數(shù)據(jù)曲線,并具有氟氣和氮?dú)饬髁繙y(cè)量的切換功能。主要目的,采用氟氣標(biāo)定后的流量計(jì)可以準(zhǔn)確測(cè)量氟氣流量的真實(shí)值,采用氮?dú)鈽?biāo)定,該流量計(jì)可以用于國(guó)內(nèi)計(jì)量院校準(zhǔn),解決國(guó)內(nèi)計(jì)量院沒(méi)有氟氣流量校準(zhǔn)裝置等問(wèn)題;
7)將該流量計(jì)送至國(guó)內(nèi)省級(jí)以上的檢定部門進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)介質(zhì)氮?dú),校?zhǔn)結(jié)果合格;
流量計(jì)研制:
2.1.2 氟氣流量計(jì)測(cè)試
  該流量計(jì)硬件電路采用單片機(jī)為核心,外部擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊,通信模塊和I/O模塊組成運(yùn)算及控制電路,滿足質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)測(cè)量以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)等功能;由技術(shù)手冊(cè)[5]可知,該流量計(jì)傳感器中薄壁測(cè)量管采用蒙乃爾400合金;測(cè)量范圍[0,300]NL/h,精度1.0級(jí),現(xiàn)場(chǎng)顯示瞬時(shí)流量和累積流量值,傳輸信號(hào)[4,20]mA,連接方式焊接。
(1)用氟氣和氮?dú)膺M(jìn)行標(biāo)定及標(biāo)定曲線
  根據(jù)技術(shù)要求,分別采用氟氣和氮?dú)膺M(jìn)行標(biāo)定,并可以通過(guò)參數(shù)設(shè)定修改模式,此外提供標(biāo)定曲線,標(biāo)定曲線如圖3。
氟氣流量計(jì)標(biāo)定曲線圖
氟氣流量計(jì)氮?dú)鈽?biāo)定曲線圖
   曲線分析:氟氣比熱容CP=827.67J/(kg?K),氮?dú)獗葻崛軨P=1038J/(kg?K),根據(jù)流量計(jì)算公式[4]可知,相同流量下,比熱容與平均溫度成正比,比熱容越大對(duì)應(yīng)電壓值就越大,由氟氣和氮?dú)鈽?biāo)定曲線可知理論分析和廠家提供數(shù)據(jù)曲線吻合。
(2)熱氟氣流量計(jì)校準(zhǔn)
  根據(jù)技術(shù)要求,將氟氣流量計(jì)送至省級(jí)以上計(jì)量院進(jìn)行校準(zhǔn),量程[0,300]NL/h精度等級(jí)1.0級(jí)。校準(zhǔn)結(jié)果如表1。

  根據(jù)氟氣流量計(jì)合格證提供信息得知,該流量計(jì)的最大引用誤差±1.0%,最大相對(duì)誤差是±2.0%,由校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可知相對(duì)誤差和引用誤差都在要求范圍之內(nèi),因此該流量計(jì)是合格的。
(3)溫度補(bǔ)償測(cè)試
  在上章節(jié)中提到,新定制樣機(jī)具有溫度補(bǔ)償功能。根據(jù)氟氣流量計(jì)說(shuō)明書可知,該流量計(jì)采用的是數(shù)字化溫度補(bǔ)償法,該方法采用恒流法測(cè)量電路,將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào),通過(guò)高精度的AD轉(zhuǎn)換電路,將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī),通過(guò)補(bǔ)償算法進(jìn)行補(bǔ)償。該方法通過(guò)算法進(jìn)行溫度補(bǔ)償,避免了模擬電路的固有問(wèn)題,提高了補(bǔ)償精度。
  將新定制的流量計(jì)安裝在溫度波動(dòng)引起誤差測(cè)試平臺(tái)中,按照測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試,取100NL/h作為觀測(cè)點(diǎn),每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行6次重復(fù)性測(cè)量,不確定度評(píng)定符合A類評(píng)定[6],結(jié)果如表2。


  則溫度波動(dòng)引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度U(Ts)=0.41NL/h,其自由度24。
  當(dāng)置信水平為95%時(shí),自由度為23,查T分布表得包含因子k=1.714其擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定U(T)=U(Ts)×k=0.7NL/h。
小結(jié):該系統(tǒng)最大允許誤差6.0NL/h,則U(T)<6.0NL/h×1/3,該測(cè)量系統(tǒng)溫度波動(dòng)引入誤差小于最大允許誤差,因此溫度補(bǔ)償降低了溫度波動(dòng)時(shí)引起測(cè)量誤差。
2.2 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥
  在生產(chǎn)線中,調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)選擇不合適,造成調(diào)節(jié)閥震蕩大降低了控制精度,降低氟氣的利用率。
(1)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)的定義及計(jì)算公式
  調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù),是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù),它反映調(diào)節(jié)閥通過(guò)流體的能力,也就是調(diào)節(jié)閥的容量[7]。流量系數(shù)分為,英制單位CV和國(guó)際單位KV,CV為英制單位的流量系數(shù),其換算關(guān)系:CV≈1.16KV。
通過(guò)查閱資料[8],氣體(壓力小于10Mpa)流量系數(shù)的計(jì)算公式如下:

式中:
KV———流量系數(shù);
P1———閥入口絕對(duì)壓力Kpa;
P2———閥出口絕對(duì)壓力Kpa;
Qg———?dú)怏w最大流量Nm3/h;
G———?dú)怏w比重(氟氣=1.31);
t———?dú)怏w溫度℃。
  在生產(chǎn)過(guò)程中,氟氣罐中氟氣壓力范圍[60,350]Kpa,閥后壓力范圍20Kpa左右,選擇公式2。
(2)流量系數(shù)計(jì)算
  根據(jù)要求,氟氣最大流量Qg=300NL/h,G=1.31;t=23℃;氟氣滿罐時(shí):P表1=350Kpa,P大氣=84Kpa,因此P11=P表1+P大氣=434Kpa;將數(shù)據(jù)帶入公式2得:
KV1=0.0136
  氟氣空罐時(shí):P表1=60Kpa,P大氣=84Kpa,因此P11=P表1+P大氣=144Kpa;將數(shù)據(jù)帶入公式得:
KV2=0.0409
  則流量系數(shù)KV的取值范圍[0.0136,0.0409],利用黃金分割法,通過(guò)C語(yǔ)言編寫程序求解KV最優(yōu)值,流程如圖4所示。

  由C語(yǔ)言程序得出KV最優(yōu)值為0.016 82,將該數(shù)據(jù)帶入上述公式中,當(dāng)閥前壓力434Kpa時(shí)最大流量Qmax1為372NL/h,當(dāng)閥前壓力144Kpa時(shí)最大流量Qmax2為124NL/h,滿足工藝要求。
3 結(jié)束語(yǔ)
  通過(guò)推出氟氣流量計(jì),解決了氟氣流量測(cè)量誤差大、氟氣利用率低等問(wèn)題,間接提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少核材料的浪費(fèi)。該氟氣流量測(cè)量裝置為今后流量計(jì)、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)選擇提供理論依據(jù)。

以上內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系即刪除!

下篇文章:內(nèi)錐流量計(jì)與孔板流量計(jì)壓損對(duì)比 上篇文章正確選用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)
 
江蘇省蘇科儀表有限公司是一家專業(yè)提供渦街流量計(jì)渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)的企業(yè),公司將以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)優(yōu)惠的價(jià)格,服務(wù)新老客戶。
 版權(quán)所有:江蘇省蘇科儀表有限公司       技術(shù)支持易品網(wǎng)絡(luò)
溫度儀表事業(yè)部    壓力儀表事業(yè)部   流量?jī)x表事業(yè)部   校驗(yàn)儀表事業(yè)部   顯示儀表事業(yè)部  變送器儀表事業(yè)部   電線電纜事業(yè)部