目前生物、制藥、食品等行業(yè)對流體流量的測量有采用浮子流量計、渦輪流量計、孔板流量計、V錐流量計、渦街流量計、電磁流量計和科氏力流量計等。但由于這些衛(wèi)生型行業(yè)的特殊要求,使得這些流量裝置在應(yīng)用中存在一定的局限性,或不能滿足衛(wèi)生級需求或應(yīng)用成本過高。衛(wèi)生型差壓式流量計是利用流體通過節(jié)流件形成壓差的工作原理,其管道、殼體均采用316L不銹鋼材質(zhì),內(nèi)外拋光處理,并且內(nèi)部節(jié)流裝置采用無死角設(shè)計,從而極大地降低了微生物滋生風(fēng)險。因此其可以達(dá)到GMP標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)生級要求,可以廣泛應(yīng)用于生物、制藥、食品等行業(yè)。
如下圖1所示:差壓式流量計左側(cè)部分為衛(wèi)生級不銹鋼殼體,右側(cè)部分為電子部件腔體。不銹鋼殼體為一個直通式管道,內(nèi)部采用無縫隙、無死角設(shè)計。直通式管道內(nèi)部表面經(jīng)過衛(wèi)生級拋光處理。在直通式管道內(nèi)設(shè)置一個差壓傳感器膜盒,從而形成節(jié)流裝置,將差壓傳感器膜盒的正側(cè)面面向流體的流動方向,差壓傳感器膜盒的負(fù)側(cè)面平行于流體的流動方向。當(dāng)流體流經(jīng)這個直通式管道式時,由于管道內(nèi)部差壓傳感器膜盒的節(jié)流效應(yīng),使得差壓傳感器膜盒的正負(fù)側(cè)形成壓力差。而差壓傳感器膜盒內(nèi)部設(shè)置有差壓測量芯片、靜壓測量芯片和溫度測量芯片,使其能夠測量獲得差壓傳感器膜盒正負(fù)側(cè)的壓差信號、管道的靜壓信號和流體的溫度信號。

圖1 衛(wèi)生型差壓式流量計
一些現(xiàn)代智能壓力變送器產(chǎn)品,增加了內(nèi)部溫度傳感器,用于修正環(huán)境溫度變化引起的熱影響。
◆準(zhǔn)確度規(guī)格
流量測量精度等級:0.3級、0.5級、1級
壓力測量精度等級:0.5級
溫度測量精度:±0.3℃
◆流量測量規(guī)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
◆工作壓力測量規(guī)格
A:0-10bar;B:0-20bar
◆介質(zhì)溫度測量規(guī)格
A:0-100℃;B:0-150℃
◆輸出信號
流量、溫度、壓力分別有4-20mA標(biāo)準(zhǔn)輸出,可加載485通訊或HART數(shù)字通訊。
常規(guī)差壓式流量計(如標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長頸噴嘴、經(jīng)典文丘里管等)是以伯努利方程和流體連續(xù)性方程為依據(jù)。根據(jù)節(jié)流原理,當(dāng)流體流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置時,在其前后產(chǎn)生產(chǎn)生壓差,此差壓值與該流量的平方成正比。
參考國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167-1(1991)和我國的標(biāo)準(zhǔn)GB/T262493,可以給出這些差壓式流量計的推理公式為:


此公式式中:Qm為流量,m3;K為流量常數(shù);ρ為流體的密度,kg/m3;ΔP為傳感器所測的差壓值,kPa;ξ為可膨脹系數(shù);d為工作條件下節(jié)流件或喉部直徑,m;D為工作條件下上下游管道內(nèi)徑,m;β為直徑比,β=d/D;C為流出系數(shù)。
衛(wèi)生型差壓式流量計從測量原理上來看,也是屬于差壓式流量計的一種,其計算模型和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置差壓式流量計是相同的,即

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