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    蒸汽流量計

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    干傳導的計算提高了蒸汽流量計流量測量的準確性

    來源:作者:發表時間:2019-03-29

        傳統的雙傳感器蒸汽流量計的一個常見問題是它們沒有考慮到通過閥桿傳導造成的熱量損失,據供應商Sierra Instruments稱。這家總部位于加利福尼亞州蒙特里的公司表示,這可能會導致高達20%的測量誤差,具體取決于氣體溫度和管道外溫度之間的梯度。它開發了一種四傳感器設計,其中兩個額外的溫度傳感器用于測量和計算閥桿傳導,消除不需要的傳熱組件。

        三個鉑溫度傳感器和一個無漂移質量速度傳感器的組合可在供應商的新QuadraTherm 640i / 780i熱蒸汽中提供超過滿量程(空氣)50%讀數的+/- 0.5%的蒸汽流量測量精度流量計系列。相比之下,大多數傳統熱擴散流量計的精度限制在1%到5%之間,因為它們不考慮閥桿傳導,即使在校準條件下也是如此,Sierra表示。它聲稱QuadraTherm以更低的成本將流量測量精度提升到蒸汽流量計的水平。
        QuadraTherm通過計算并消除不需要的傳熱組件(如傳感器閥桿傳導,錯誤流量讀數的主要原因之一)來隔離強制對流(測量氣體流量的關鍵變量)。QuadraTherm與傳統熱蒸汽流量計之間的主要區別在于,每個探頭中都有一個額外的溫度傳感器 - 一個位于氣體溫度傳感器上方,另一個位于速度傳感器上方 - 總共三個溫度傳感器。每個探針的莖中的額外溫度傳感器解釋了莖傳導。
    簡述避免蒸汽流量計中液壓錘的方法
        Sierra表示,實時測量閥桿傳導對流量計精度至關重要有兩個原因。首先,閥桿傳導是總傳熱預算的函數,必須加以考慮。其次,閥桿傳導取決于管道外的環境溫度。例如,如果外部溫度在夜間下降并且在白天上升,則莖傳導量相應地變化。供應商指出,除非進行測量和計算,否則通過閥桿傳導損失的熱量看起來像流量。
        “QuadraTherm中的其他傳感器就是這樣做的,”Sierra總裁Matthew Olin說。“通過兩個額外的傳感器,您可以測量沿著閥桿下降的熱通量。它或多或少像熱流量計一樣。”
        傳統流量計的另一個固有弱點是“皮膚阻力”的變化,這是速度傳感器中給定材料對熱流的抵抗力。Sierra采用稱為DrySense的速度傳感器技術,采用專有的模鍛工藝,消除了加熱速度傳感器和管狀探頭護套之間的所有氣隙,從而無需任何灌封化合物。Sierra稱,這為無漂移傳感器提供了好大的靈敏度,可重復性,抗開裂和隨時間變化的能力,好終大大提高了精度。
        傳統上,加熱的速度傳感器插入管狀探針護套的尖端并被有機灌封化合物包圍,例如環氧樹脂,陶瓷水泥,導熱油脂或氧化鋁粉末。由加熱速度傳感器的部件之間的不同熱膨脹引起的老化和破裂導致隨時間的測量誤差。
        雖然附加傳感器提供了額外的閥桿傳導測量功能,但必須對數據進行碾壓以獲得真實的蒸汽流量。測量所有熱傳遞和嵌入在微處理器中的專有算法集的組合解決了每個蒸汽流數據點的熱力學地衣定律(用于熱擴散技術)。算法集計算閥桿傳導和所有其他不需要的熱損失組件,減去它們,并從剩余的強制流動對流(氣體流量)組件計算氣體流量。
        QuadraTherm有兩種型號:640i插入式探頭版本和780i直列式流量型。帶有終身保修的無漂移傳感器具有多變量輸出:蒸汽流量,溫度,壓力(可選); 測量所有惰性和所有非冷凝清潔氣體以及可燃氣體(甲烷,丙烷,氫氣和沼氣); 并具有+/- 0.15%的蒸汽流量的可重復性。
        Sierra使qTherm能夠根據氣體和管道尺寸的變化切換流量計的功能,允許通過互聯網對儀器進行氣體更新。該儀器連接到Sierra的服務器,該服務器擁有專有的氣體庫。奧林說,目前,圖書館已經繪制了18種氣體和混合物,但將繼續擴大。
        此外,Sierra的計量實驗室隨著時間的推移收集了數百萬個數據點,用于調整儀器的性能和準確性。根據Sierra的說法,qTherm的好終用戶可以預期未來有數百種氣體和氣體混合物組合數據可以從圖書館下載到流量計進行升級和改進。
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