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靶式流量计靶片形状有哪些?圆形和方形靶片怎么选

靶式流量计靠介质冲击靶片产生的作用力来推算流量,靶片是整个仪表里直接和介质打交道的部件。现场选型时,经常有人问靶片都有哪些形状、不同形状有什么区别。这个问题要结合靶片受力和换算方式来说。

一、先看靶片怎么参与测量

靶式流量计基于动量原理,介质在测量管中流动时,因自身动能通过阻流件(靶片)而产生压差,并对阻流件有一作用力,其作用力大小与介质流速的平方成正比。核心受力公式为:

F = Cd · ρ · v² · A / 2

其中 F 是靶片受力,Cd 是阻力系数,ρ 是介质密度,v 是流速,A 是靶片受力面积。阻流件(靶片)承受的作用力,经刚性连接的传递件(测杆)传至双电容传感器,再经 AD 转换及计算机处理,得到瞬时流量和累积总量。

二、圆形靶片和方形靶片

实际配用的靶片,按形状可分为圆形靶片和方形靶片,二者的区别主要在换算方式上:

  • 圆形靶片:是常用的结构,靶片迎流面为圆形,受力均匀,靶径比可以直接按直径计算,换算关系简单,标定和现场使用都比较直接。

  • 方形靶片:迎流面为方形,在进行流量计算时,方形靶片需要换算成圆形靶片再进行计算,不能直接套用圆形靶片的直径关系。

说明书在干式检定部分明确提到,方形靶片需要换算成圆形靶片再进行计算。现场如果拿到的是方形靶片,计算和核对应按厂家给出的换算关系进行,不宜直接按圆形靶片处理。

靶式流量计靶片 厦门精川

图:靶式流量计靶片与整机结构(厦门精川)

三、靶片大小与靶径比

除了形状,靶片大小是影响测量范围的另一个关键。靶径比的定义为:

β = d / Di

其中 β 是靶径比,d 是阻流件(靶片)直径,Di 是流量计内径。靶片越大,靶径比越大,相同流速下受力面积 A 越大,产生的作用力也越大,更适合偏小的流量;靶片越小,受力越小,更适合偏大的流量。

说明书指出,可根据实际需要更换阻流件(靶片)而改变流量范围。也就是说,同一台仪表在工况变化时,可以通过更换不同直径的靶片来调整测量范围,更换后需要重新进行零点设置和校准。

四、靶片与主要部件

  • 靶片:接触介质,承受流体作用力,材质可选碳钢、不锈钢,也可按用户要求提供

  • 测杆:传递靶片受力到传感器,耐高温结构

  • 双电容传感器:检测受力变化,抗振动稳定性好

  • 转换电路:AD 转换,输出 4-20mA、脉冲、RS485、HART 等信号

五、主要技术参数(说明书原文)

参数项目技术指标
被测介质液体、气体、蒸汽
精度液体 1.0 级,气体/蒸汽 1.5 级
重复性0.05%~0.08%
公称直径法兰 DN15~500,夹装 DN15~300,插入式 DN80~5000
介质温度常温 -20~70℃,高温 80~450℃
范围度1:10
输出形式现场显示 4-20mA、脉冲、RS485/RS232、HART
防护等级IP65、IP67

六、选型与使用建议

  • 常规工况优先选用圆形靶片,换算和标定直接,现场核对方便;

  • 遇到方形靶片时,按厂家换算关系换算成等效圆形靶片再计算;

  • 流量偏小、信号偏弱时,可考虑增大靶径比;流量偏大、受力过载时,可减小靶径比;

  • 更换靶片后,务必重新设置零点并校准,避免沿用原参数造成偏差;

  • 高粘度、易结晶介质应定期检查靶片附着情况,附着物会改变实际受力面积。

七、常见问题 FAQ

Q1:靶式流量计常用的靶片是什么形状?
A:常用的是圆形靶片,迎流面为圆形,受力均匀,靶径比可直接按 β=d/Di 计算,换算关系简单。

Q2:方形靶片和圆形靶片有什么不同?
A:主要区别在换算方式,方形靶片在流量计算时需要先换算成圆形靶片再进行计算,不能直接套用圆形靶片的直径关系。

Q3:换一块靶片能改变测量范围吗?
A:可以。说明书说明可根据实际需要更换阻流件(靶片)改变流量范围,更换后需要重新设置零点并校准。

Q4:靶径比大小怎么影响测量?
A:靶径比 β=d/Di 越大,靶片受力面积越大,相同流速下受力越大,更适合小流量;靶径比越小则更适合大流量。

Q5:靶片材质怎么选?
A:测量管材料有碳钢、不锈钢,也可按用户要求提供,腐蚀性介质应选用合适的耐腐蚀材质。

结语

靶片形状以圆形靶片和方形靶片为主,圆形靶片换算直接、使用较多,方形靶片需换算成等效圆形再计算;配合靶径比 β=d/Di 的选择和靶片更换,可以调整仪表的测量范围。厦门精川可结合用户的介质、管径和流量范围,协助选配合适形状和直径的靶片,并提供更换后的零点设置与校准支持,帮助仪表保持准确计量。

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