氣體流量計(jì)的原理及氣體的分辨及檢測(cè)技術(shù)

    由于發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈水路堵塞而引起發(fā)電設(shè)備損壞的重大事故屢有發(fā)生，經(jīng)濟(jì)損失巨大。為保證發(fā)電設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，國(guó)家電網(wǎng)公司印發(fā)的（2000）589號(hào)文，《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中強(qiáng)調(diào)了發(fā)電機(jī)檢修中，必須進(jìn)行各定子線(xiàn)棒的水流量測(cè)試。以往，在機(jī)組大修過(guò)程中，人工拆開(kāi)發(fā)電機(jī)的絕緣引水管與匯水管的接管頭，用量杯測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的水的流量，這種測(cè)量方法需要拆開(kāi)發(fā)電機(jī)端部幾十根絕緣引水管，不僅耗時(shí)耗力，影響檢修工期，而且由于對(duì)原先良好的手包絕緣重新拆開(kāi)再包裹，往往會(huì)損壞密封和絕緣，帶來(lái)新的事故隱患。氣體流量測(cè)量具有得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需拆開(kāi)被測(cè)的絕緣引水管，無(wú)機(jī)械損傷，無(wú)壓力損失，管外測(cè)量時(shí)不接觸被測(cè)流體；可以在發(fā)電機(jī)大修時(shí)測(cè)量與正常運(yùn)行時(shí)相同條件下各個(gè)絕緣引水管的水流量，較真實(shí)地反映水管的實(shí)際流量。

一、氣體流量計(jì)測(cè)量原理

1.1時(shí)差法原理

    時(shí)差法測(cè)量流體流量的原理如圖1所示。它利用聲波在流體中傳播時(shí)因流體流動(dòng)方向不同而傳播速度不同的特點(diǎn)，測(cè)量它的頁(yè)流傳播時(shí)間t1和逆流傳播時(shí)間t2的差值，從而計(jì)算流體流動(dòng)的速度和流量。

    設(shè)靜止流體中聲速為c，流體流動(dòng)速度為ν，把一組換能器A1、A2安裝在管子的兩側(cè)，兩換能器軸向距離為d，其連線(xiàn)與管渠軸線(xiàn)安裝成角，換能器的距離為L(zhǎng)。

    從A1到A2順流發(fā)射時(shí)，聲波的傳播時(shí)間t1為：

1.2氣體的分辨及檢測(cè)技術(shù)原理

    氣體在液體中傳播，受管道材質(zhì)、壁厚、管徑及流體的影響，當(dāng)從管道一側(cè)傳播到另一側(cè)時(shí)，信號(hào)不可避免的衰減，發(fā)生形變。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的電噪聲、電磁干擾等干擾信號(hào)與氣體信號(hào)一起被氣體流量計(jì)的換能器所接收，這樣，準(zhǔn)確的分辨和檢測(cè)氣體信號(hào)便成為氣體流量計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。一般氣體流量計(jì)采用跟蹤聲波最大峰值來(lái)檢測(cè)聲波信號(hào)并進(jìn)行流量測(cè)量。在氣體流量計(jì)初始化時(shí)，氣體流量計(jì)根據(jù)從換能器接受到的信號(hào)給出流體中聲速的參考值，如果這個(gè)參考值與聲波在該流體當(dāng)前溫度下傳播速度接近（如對(duì)20℃下純凈水中聲速大約為1480m/s，50℃下純凈水中聲速大約為1530m/s），表示此換能器接受的是正確的、所需的氣體信號(hào);如果參考值與實(shí)際聲速相差較遠(yuǎn)，說(shuō)明此時(shí)換能器接受的可能是干擾信號(hào)，需要人工的輸入實(shí)際聲速，重新初始化，使換能器在2L/c時(shí)間間隔附近搜索氣體信號(hào)。實(shí)際證明，當(dāng)氣體給出的參考聲速與實(shí)際聲速接近時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)很快能達(dá)到穩(wěn)定點(diǎn)，精度較高。