真空保温孔板式低温流量计

　　低温流量计具有检测低温流体流量的作用。4米高温超导电缆制冷系统是一个闭式循环系统,它对低温流量计提出了如下技术要求:

　　●流体温度70～80 K。介质:过冷液氮

　　●热漏小:流量计热损耗<5 W

　　●流量计量程0.2 m³/h～1 m³/h

　　●能工作于气、液两相区

　　●长寿命

　　为了满足制冷系统对低温流量计的技术要求,我们分析了几种流量计的原理,选择真空保温孔板式低温流量计,对其进行了标定,并成功地应用于4米高温超导电缆制冷系统。

　　1　流量计的选择

　　1.1　原理概述

　　流量的测量方法较多,因此流量计也出现相应的各种形式。按原理划分,流量计有节流式,容积式,电磁式等多种。但由于结构及原理不同,它们各有一定的使用场合。选择流量计之前,有必要对各种流量计进行比较。

　　1.1.1　节流式流量计

　　在管道中放入一定的节流元件,如孔板、喷嘴、靶、转子等,使流体流过这些阻挡体时,流动状态发生变化。根据流体对节流元件的推力或在节流元件前后形成的压差等,来进行流量大小的测量。

　　1.1.2　涡轮流量计

　　其中主要部件是涡轮流量变送器,它是以动量矩为原理的速度式仪表。壳体上装有永磁体线圈,当流体流过变送器时,推动涡轮旋转周期性切割磁力线, 产生周期性电势信号,信号频率与涡轮转速成正比,而涡轮转速在测量范围内又与流量大小成正比,因此,通过测量电势信号频率高低,即可决定流体流量大小。

　　1.1.3　容积式流量计

　　以椭圆齿轮流量计为代表,在金属壳内的一对椭圆形齿轮,初始两轮垂直放置,当流体通过时,在输入压力作用下,产生力矩,驱动齿轮转动,两轮交替 将各自半月型容积内液体排至出口。这样连续转动,椭圆齿轮每转一周,向出口排出四个半月形容积的液体。测量椭圆齿轮的转速便可知液体体积流量。

　　1.1.4　电磁流量计

　　以电磁感应定律为基础,在管道两侧安放磁体,以流动的液体当作切割磁力线的导体,由产生的感应电动势测知管道内液体的流速和流量。

　　1.1.5　旋涡式流量计

　　根据旋涡形式不同分:旋进型旋涡流量计和涡街流量计。以涡街流量计为例,在管道内垂直于流体流动方向插入一非流线型物体时,在阻挡物的下游产生 旋涡。在有些情况下,流体会产生有规则的振荡运动,在阻挡物的上下两侧形成两排内旋、交替的旋涡列,研究表明,旋涡产生的频率与流体流速、旋涡发生体形状 有关,而流量又与旋涡频率成正比。所以,检测旋涡频率便可测得流量。