固體流量計(jì)是一個(gè)有趣的解決方案，以表示在管道和槽流量。“有趣”是因?yàn)樗鼈儍H適度準(zhǔn)確，價(jià)格昂貴，安裝后需要進(jìn)行大量調(diào)整，并且通常僅與它們周圍的整個(gè)過(guò)程一樣好。盡管如此，這項(xiàng)技術(shù)仍然存在–因?yàn)闆](méi)有其他事情可以完成這項(xiàng)工作。
就像我父親曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，當(dāng)我要錘子時(shí)，我會(huì)帶著橡膠槌出現(xiàn)時(shí)，“你需要正確的工具來(lái)完成正確的工作。” 流量計(jì)是測(cè)量多種固體材料流量的正確工具。
這個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)導(dǎo)致了固體流量計(jì)的幾種不同版本的發(fā)展。在本文中，我們將討論和評(píng)估這些內(nèi)容，以便您也將擁有適合您的工業(yè)流程應(yīng)用程序的工具。
有幾種用于計(jì)量固體流量的技術(shù)：
沖擊流量計(jì)–沖擊流量計(jì)是固體流量計(jì)的非常流行形式，通常被稱為“沖擊流量計(jì)”，它通過(guò)進(jìn)料管或斜槽引導(dǎo)物料，并為物料形成特定的軌跡，使其撞擊平坦的傳感板。
沖擊產(chǎn)生的力的大小是通過(guò)稱重傳感器或LVDT（線性可變差動(dòng)變壓器）來(lái)測(cè)量的。當(dāng)板在材料的作用力作用下偏轉(zhuǎn)時(shí)，稱重傳感器或LVDT偏轉(zhuǎn)并產(chǎn)生信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)積分器轉(zhuǎn)換為流速（圖2）。
向心流量計(jì)–這是沖擊設(shè)計(jì)的一種變化。向心固體流量計(jì)引導(dǎo)材料通過(guò)彎曲的感應(yīng)板，該感應(yīng)板連接到一個(gè)或多個(gè)稱重傳感器。進(jìn)入彎道時(shí)，材料必須平行于傳感板引導(dǎo)，施加在稱重傳感器上的切向力會(huì)傳遞到積分器，然后轉(zhuǎn)換為流速（圖2）。
科里奧利流量計(jì)–固體科里奧利流量計(jì)的原理與液體科里奧利流量計(jì)的原理不同。在固體應(yīng)用中，材料進(jìn)入流量計(jì)并被引導(dǎo)到由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)葉片上。電機(jī)連接至扭矩臂，扭矩臂安裝至稱重傳感器。隨著送入科里奧利流量計(jì)的物料量增加，電動(dòng)機(jī)上的扭矩也會(huì)增加。稱重傳感器檢測(cè)到這種增加，并向積分器發(fā)送信號(hào)，積分器將其轉(zhuǎn)換為流速（圖2）。
微波流量計(jì)–較少使用的技術(shù)之一，微波或雷達(dá)流量計(jì)，將24或125 GHz微波發(fā)射到管道或斜槽中的物料流中。根據(jù)多普勒原理，反射回傳感器的微波變化將被測(cè)量并作為4至20 mA信號(hào)進(jìn)行傳輸，以在PLC系統(tǒng)中縮放以成為流量�；谖⒉ǖ漠a(chǎn)品可用于氣動(dòng)給料系統(tǒng)，因?yàn)槲锪狭鞯念~外力不會(huì)影響測(cè)量，就像上面討論的三種技術(shù)一樣（圖2）。
電容式流量計(jì)–使用電容的固體流量傳感器基于兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)量值。一種是從空管到滿管的電容變化，該變化與材料的濃度成正比。另一個(gè)是速度測(cè)量，它使用兩個(gè)傳感器來(lái)指示材料從非常好個(gè)傳感器移動(dòng)到第二個(gè)傳感器所花費(fèi)的時(shí)間。然后，將來(lái)自這些測(cè)量的信號(hào)饋入積分器，該積分器輸出流量。電容測(cè)量也可以用于氣動(dòng)系統(tǒng)（圖2）。
流量計(jì)技術(shù)：比較
當(dāng)然，每種技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。接下來(lái)，您將發(fā)現(xiàn)一些在嘗試確定非常適合您的特定應(yīng)用的產(chǎn)品時(shí)要考慮的更關(guān)鍵的方面。
沖擊流量計(jì)：兩個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)
首先，它們可以處理非常低到非常高的流速。其次，材料堆積在傳感板上不會(huì)影響其準(zhǔn)確性或可重復(fù)性，因?yàn)閮H水平的沖擊力會(huì)導(dǎo)致傳感器變形。任何額外的重量（例如，某些物料粘�。┒疾粫�(huì)改變系統(tǒng)的輸出。
沖擊計(jì)是所有這些技術(shù)中非常古老的一種，已經(jīng)使用了60多年。沖擊固體流量計(jì)可以非常緊湊-某些只有650 mm高，而另一些則適合于充氣重力輸送機(jī)輸入，并且高度為2500 mm。隨著單元尺寸的增加，成本也隨之增加。但是，外殼設(shè)計(jì)為防塵的，非常易于清潔和校準(zhǔn)。
向心流量計(jì)：更高的精度
離心式固體流量計(jì)獲得精度獎(jiǎng)。但是，在使用此類產(chǎn)品時(shí)必須小心。具有正確的材料特性和流動(dòng)性，向心解決方案可以非常精確。但是，如果材料完全發(fā)粘-并且開始積聚在傳感板上-當(dāng)測(cè)量切向力時(shí)，向心流量計(jì)的信號(hào)將開始偏移。此外，向心設(shè)計(jì)限制了流速，但該技術(shù)還提供了防塵罩，并易于校準(zhǔn)。
科里奧利流量計(jì)：高流量，高精度，高功率使用
科里奧利固體流量計(jì)是涉及高流速和要求高精度的應(yīng)用的理想選擇。隨著過(guò)程儀表的發(fā)展，更高的流速和精度似乎已成為常態(tài)。科里奧利設(shè)計(jì)也已經(jīng)過(guò)嘗試和測(cè)試，但是它有一些缺點(diǎn)。磨料會(huì)過(guò)早磨損儀表的刀片，這意味著必須更換它們。
大粒徑可能會(huì)成為問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儠?huì)堵塞或阻塞放電�？评飱W利電度表的另一個(gè)缺點(diǎn)是，該裝置由低壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于所有其他樣式，該設(shè)備需要典型的儀表電源（通常為230 VAC或更低），而交流電動(dòng)機(jī)則需要120至600 VAC。
微波流量計(jì)：低成本但精度較低
微波流量計(jì)已經(jīng)開始作為低成本，低精度的替代品，已經(jīng)取代已經(jīng)討論過(guò)的大型設(shè)備而獲得了一些應(yīng)用。一種適合您的手并且可以在不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)安裝的產(chǎn)品，而不是必須用比您更高的設(shè)備吊裝它的優(yōu)點(diǎn)。校準(zhǔn)既快速又簡(jiǎn)單，并且無(wú)需擔(dān)心移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)機(jī)械零件，因此非常有吸引力。但是，任何要求準(zhǔn)確性的過(guò)程都不會(huì)從此類產(chǎn)品中受益。
微波裝置也可用于涉及重力進(jìn)料固體，密相或稀相氣動(dòng)輸送機(jī)的系統(tǒng)中。微波固體流量計(jì)通�？雌饋�(lái)類似于微波液位傳感器。
電容式流量計(jì)：安裝簡(jiǎn)單，精度較低
電容式流量計(jì)也已經(jīng)上市了一段時(shí)間。兩種測(cè)量原理的使用有助于提高總流量測(cè)量的準(zhǔn)確性，但是該設(shè)備無(wú)法處理更大體積的材料。
安裝簡(jiǎn)單明了，因?yàn)樗簧婕安鸪欢喂艿啦惭b流量計(jì)。校準(zhǔn)也很容易，但精度不如大型機(jī)械裝置。
電容單元可與重力供氣或密相氣動(dòng)系統(tǒng)一起使用，與大型機(jī)械設(shè)備相比，這也是一種極具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。電容式固體流量計(jì)與基于液體的流量計(jì)非常相似，因?yàn)樗雌饋?lái)幾乎完全像電磁流量計(jì)。
選擇，選擇：如何決定？
選擇正確的產(chǎn)品將歸因于古老的三重約束：價(jià)格，準(zhǔn)確性和適合性。如果您有能力花錢，則不必為了負(fù)擔(dān)得起而犧牲所需的東西。
準(zhǔn)確性取決于您的過(guò)程要求。適應(yīng)性取決于產(chǎn)品的性能，包括材料密度，流速，溫度，水分含量，粒度，安裝空間，預(yù)進(jìn)料裝置，材料兼容性等變量。重要的是不要忘記危險(xiǎn)區(qū)域的認(rèn)證！
成為專家或不成為專家
我從事流量計(jì)工作已經(jīng)八年了，我認(rèn)為自己很精通。我的同事已經(jīng)使用此技術(shù)35年了，他們認(rèn)為自己很有經(jīng)驗(yàn)。但是，我還沒(méi)有見過(guò)任何認(rèn)為自己是流量計(jì)專家的人！
有太多變數(shù)要考慮，其中許多變數(shù)會(huì)隨著季節(jié)而變化，甚至隨著天氣的每天變化而變化。不幸的是，沒(méi)有快速簡(jiǎn)便的答案。在應(yīng)用正確的產(chǎn)品和選件時(shí)，有必要對(duì)應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的了解。
我的建議是與您當(dāng)?shù)氐墓⿷?yīng)商交談，并向他或她提供盡可能多的信息。在西門子，我們?yōu)槟峁┮环輵?yīng)用調(diào)查表，要求您輸入所有必需的數(shù)據(jù)。然后，我們?yōu)樵搼?yīng)用程序生成一個(gè)建議，并突出顯示我們可能希望進(jìn)一步調(diào)查的任何內(nèi)容。我們的目標(biāo)是始終確保您的應(yīng)用中我們產(chǎn)品的非常佳性能。
有時(shí)候你只需要一把錘子
正如我之前所說(shuō)，固體流量計(jì)可能不是世界上非常令人驚奇的技術(shù)。但是，它們是許多工業(yè)流程應(yīng)用程序中必不可少的部分，原因很簡(jiǎn)單，其他任何事情都無(wú)法完成。
當(dāng)然，對(duì)于您的日常房屋維修，您可以購(gòu)買具有激光準(zhǔn)確性和功率足以每秒射出幾百米指甲的高級(jí)指甲槍。但實(shí)際上，有時(shí)您只需要一把錘子。同樣，有時(shí)您只需要一個(gè)固體流量計(jì)–即可完成工作的正確工具。
