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热式流量计恒温差原理与恒功率原理差异

热式质量流量计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐恒温差原理与恒功率原理差异   基于热式流量传感器的基本想法是任何介质的流动是吸收热量的能力‐‐‐‐无论是空气、 气体或液体  ,可以从热传递或定义带走的热量来推断。   热扩散原理:     目前利用热扩散原理制造的流量计有两种设计方法:一是:基于恒温差技术;二是:基 于恒功率技术。它们都是基于共同的数据模型:       P/△T=A+B(Q)N         其中:P‐‐‐耗散功率,            △T‐‐‐两个传感器之间的温差,             Q‐‐‐质量流量,N‐‐‐指数系数,A、B 是与气体的热性能有关的系数。     对于某个确定的气体,那么 N、A、B 都为一个与气体物理性质有关的常数。因此,方 程式中只有 3 个变量:   P (耗散功率)、△T(两个传感器之间的温差)和 Q(质量流量)。由此发展为恒温差原理(CT) 和恒功率原理(CP)。  ■恒功率技术:加热功率 P 保持不变,温度差△T 与流体的流量 Q 成指数函数递减的关系(反 比关系)。  ■恒温差技术:二个传感器的温度差△T 保持不变,加热功率 P 与流体的流量 Q 成指数函数 递增的关系(正比关系) 。     恒功率技术:   恒功率热扩散技术采用两只铂热电阻(RTD)作为基本的测量元件,RTD  与传感器探杆 采用全焊接方式连接。其中一只 RTD  作为参考端,测量当前的介质温度;另一只 RTD  上伴 有一只独立的加热器(加热功率恒定),作为测量端。     当传感器置于无流量的介质中时,由于加热器的作用将在两只 RTD  间将形成一个温度 差值(△T)。随着介质的流动,基于热传导原理,介质分子将带走测量端 RTD  上的部分热 量,而参考端 RTD  的温度将保持不变,因此两只 RTD  间的温差将减小。温差的变化与介质 的流量及介质本身的热特性有关,较高的流速或密度较大的介质将加快两 RTD  间温差的变 化。两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系(温度差和流量成反比关系)  ,通过线 性化电路将温差的变化转换成与流量相对应的输出信号   恒温差技术:   恒温差热扩散技术采用两只高精度铂电阻(RTD)作为基本的测量元件,RTD  与传感器 探杆采用全焊接方式连接。一个 RTD(参比端)测量工艺介质温度,另一个 RTD(测量端) 加热到高于介质温度△T(温度差恒定)。     当传感器置于无流量的介质中时,由于加热器的作用将在两只 RTD  间是一个恒定的温 度差值(△T)。随着介质的流动,基于热传导原理,介质分子将带走测量端 RTD  上的部分 热量,则温度会下降,而参比端 RTD  的温度将保持不变,为了维持一个恒定的温度差,就 必须对测量端增加加热电流(增加提供给加热传感器的功率)。这样,加热电流(提供给加热 传感器的功率)直接与流体的质量流量大小成非线性关系(加热功率和流量成正比关系),通 过线性化电路将温差的变化转换成与流量相对应的输出信号。   典型的输出曲线 恒温差所具有的主要技术特点:  1、 响应时间:    恒温差  ‐‐‐‐  响应时间为 1 秒,    恒功率  ‐‐‐‐  响应时间一般要 30 秒以上  重要性:    在电厂流量控制应用中,在 DCS 系统中,如果需要流量计投入到自动控制系统中,那 么,响应时间是非常重要的,如果响应时间太慢,难以满足自动控制系统的要求,因此,很 难投入到自动控制系统中。     2、 传感器对流向的要求:    恒温差  ‐‐‐‐  允许气体流向在+/‐ 20 度的偏差范围内,对流量精确测量影响很小,所以对 气体流向不苛刻。    恒功率  ‐‐‐‐  要求气流流向对的传感器,否则会产生比较大的测量误差,所以对气体流 向比较苛刻。  重要性:    因为在大多数大管道的流量测量应用中,如电厂一次风、二次风、烟道气等流量测量, 由于管道很大,直管段相对来说很短,因此,在管道中存在弯头、风门等,气体流向并不是 与管道平行,流向会产生偏差。如果传感器对气体流向要求很苛刻的话,当气体流向不满足 要求时,会产生很大的测量误差。   

2020

07-07

KURZ热式气体质量流量计介绍

KURZ 热式气体质量流量计介绍  1、KURZ 热式气体质量流量计测量原理 KURZ 热气体质量流计采用恒温差热扩散原理测量气体流量。传感元件包括两个带热套管保护的电阻式温度传感器(RTD),测量流体时一个电阻式温度传 感器(加热 Rp)被加热,另一个电阻式温度传感器(参比 Rtc)用于测量流体温 度。利用创新的数字电路控制加热传感器和参比传感器之间的恒定温差(△ 37℃),经过微处理器测量热传递量,计算出标态流速(或流量)。    2、KURZ 流量计的技术性能  1) 高精度和高重复性:1%读数+0.1Nm/s 精度;0.25%重复性。  2) 大量程比:1000:1 或 100:1。  3) 极优的微流量敏感性。  4) 1 秒的响应时间。(见下左图) 5) 无压损和压降;自带成熟、完整的温度补偿方法。  (上右图表明传感器对温度变化的快速响应)  6) 全焊接结构的哈氏合金 C-276 传感器,无活动部件。  7) 卡套和法兰安装或球阀安装,方便和经济。                                               8) 维护量极低,基本达到免维护。  9) 电路板为通用数字化电路板,以保证更快的运算速度,从而达到快速响应的 目的。采用通用数字化电路板可以降低备件数。  10) 具有智能化的自诊断功能,持续监测传感器的输入/输出,验证传感器导线的 完好和测量,在发生故障时,仪表自动记录故障信息(此故障信息可以通过 电脑进入下载,以更好的分析和确定流量计的故障原因,减少处理故障的时 间),并且启动流量计的自我保护功能,以保证流量计不进一步损坏。  11)  加热传感器可以实现变功率调节,以保护传感器和有效消除传感器的倦怠。 12)  具有每日零点-中点-量程漂移检查(可选)。  13)  具有 PID 流量控制器(可选),与控制阀等设备形成闭环控制回路,以控制 流速或流量。  14)  精密的 VCF 和 SBCF 修正系数:VCF(多点式变量修正系数)和 SBCF(传 感器阻尼修正系数)可以保证测量的精度。  15) 可重新定义的标准状态:KURZ 产品的出厂标定数据为标况 25℃/760mmHg。 用户可根据实际需要重新定义标准状态。  16)  两点 4~20mA 信号输出,可选隔离和非隔离信号。  17)  具有 USB、MODBUS、HART 通讯协议。  18)  流量灵敏性允许+/-20°斜角和旋转,安装要求不苛刻。  KURZ 热式气体质量流量计与各类流量计的比较  1) 与差压式流量计的比较 2) KURZ 全数字式恒温差与恒功率热式气体质量流量计技术比较 

2020

07-07

KURZ-废水处理-曝气测量

废水处理  曝气流量测量与控制    曝气池需要精确的溶解氧含量比,KURZ 公司插入式质量流量计提供快速响应和极其可靠的曝气流量测量,从而提高效率,降低整体运行成本。 KURZ 解决方案的优点:    • 快速的流量计响应时间    • 根据操作规范,提供卓越的客户服务    • 精确和可靠的读数    • 对于压缩机主管道可多点测量    • 安装和投运简便  • 更长的产品寿命     曝气工艺简介   对于来自社区的污水,采用了一些不同的工艺 和设备来处理各种废水,以去除杂质和污染物。其 中一个处理工艺是采用表面曝气,利用好氧微生物 去除废水中的 80〜90%有机物质。水域中的氧浓 度是一个重要的因素,它可促进最佳的微生物生长 速率,可在最短的时间内处理废水。其结果是,大 型压缩机输出的压缩空气通过在曝气池底部的数 百个空气扩散滤波器,每时每刻为水中的微生物提 供恒定的氧气供应。    在废水处理厂曝气过程中面临的一些主要挑 战,第一是风机的能源管理,以节约营运成本;其 次废水处理过程中溶解氧含量必须进行监测;最 后,工厂需要全天候地监测和修正开放式曝气池的 温度和气候因素影响。这些测量读数都是非常重要 的,以便工厂在峰值运行期间确保曝气工艺正确控 制。      客户应用和运行问题:    南加州的市政污水处理厂已经使用 KURZ  550 插入式质量流量计与 155 流量计算机超过 10 年, 并取得了巨大成功。该厂有 6 个非常大的压缩机, 其输出管道直径 96”(2438mm),通过该管道系统, 把压缩空气被输送到 25 个曝气池中。    客户希望更新所有原有的 KURZ 流量计,利用 数字控制优势,并把输出信号送到主控中心。他们 认识到可提高性能以及 KURZ 454FTB 先进的功能, 他们决定把原有的 KURZ 流量计升级到新的 454FTB。    KURZ 解决方案:    工厂安装有超过 40 台的 KURZ 454FTB 插入式 热式质量流量计。每个流量计有累计量和瞬时流量 的读数,并且瞬时流量通过一个 4‐20 mA 输出信号 传送控制站。    此外,在每个压缩机空气主管道上,安装 KURZ  K‐BAR‐2000B 流量计多点测量压缩空气流量。     曝气池需要精确的溶解氧含量比,KURZ 公司插入式质量流量计提供快速响应和极其可靠的曝气流量测量,从而提高效率,降低整体运行成本。   采用 KURZ 解决方案的运行结果    在污水处理厂采用 KURZ 454FTB 的得益是能够: • 在低流量和低速的情况下,实现高可靠性和 可重复性  • 获得快速响应,可及时调整曝气环境和曝气 量状况  • 在整个运行期间,压缩机空气输送效率提高 了 20%   • 通过使用溶解氧的更精确的传递,优化了微 生物的效率,降低整体的曝气处理时间  • 在整个运行期间提供更低的整体经营成,所增加的服务和曝气测量系统几乎不需要维护    关于 KURZ 公司    KURZ 仪器公司一直保持热式质量流量计用 于工业空气和各种气体流量应用设计和制造的 良好声誉。我们的工程师,产品开发人员和管理 人员已开发出的产品可在恶劣的环境中工作。30 多年来,我们的整个团队为我们的客户最苛刻, 最困难的流量测量应用提供解决方案。    KURZ 的产品被广泛应用于各种工业领域,包 括助燃空气,通风空气和蒸煮气,核电站,泵保 护,火炬烟囱流量监测、各种工艺气体和压缩空 气,等等。    KURZ 公司的总部设在加利福尼亚州的蒙特 雷(Monterey, California)

2020

07-07

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主要产品有压力、温度控制器及变送器,液位、流量控制仪表,分析仪表,各类阀门及泵类产品等

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