流量控制系统有四个主要特点:
1.流量计和流量调节装置中不包含影响调节过程快速性的大滞后效应和大惯性特性,所以系统响应快,通频带宽。
2.系统中普遍存在外扰,如负载流量的波动和泵的脉动造成的压力脉动等。
3.为增加系统的稳定程度和*外扰能力,在流量控制系统中不采用微分控制规律,多采用以积分为主的PI调节,并在保证调节精度和快速性的前提下尽可能地缩小系统的通频带宽(见PID调节器)。
4.同一管道系统的各个流量控制系统之间往往存在相互影响,因而会使整个流量控制系统的性能变坏。
为了避免这种情况,有三种解决办法:
1.把同一管道系统的几个流量控制系统作为一个整体,按多变量系统的设计原则来确定整个系统的调节规律,以保证系统的稳定性和其他控制性能;
2.采用解耦方法(见解耦控制问题)来消除相互影响;
3.使各个流量控制系统具有不同的通频带,以减小各个流量控制系统之间的相互影响。
气体质量流量控制器和流量计工作原理流量传感器采用毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量(无需温度和压力补偿)。将传感器加热电桥测得的流量信号送入放大器放大,放大后的流量测量电压与设定电压进行比较,再将差值信号放大后去控制调节阀,通过闭环控制来控制通过的流量,并使之与设定的流量相等。分流器决定主通道的流量。
控制器输出的流量检测到的电压与流过通道的气体质量成正比。满量程检测输出电压为5VDC。气体质量流量控制器的检测范围(量程比为50:1),流量分辨率为0.1%满刻度。 注意: 气体质量流量控制器的“阀控”线置于“清洗”位时也可以当成气体质量流量计使用。这时,流量检测输出电压的输出值可能达到10VDC以上。需要注意的是,一旦输出电压超过5VDC,流量检测电压和实际通过的流量不成线性对应关系。清洗时,流量显示是不准确的,而且还可能出现流量*、显示减小的现象,但这些不会损坏质量流量控制器。
直接式
直接式质量流量计有多种类型,如量热式、角动量式、陀螺式和双叶轮式等。这种仪表适于测量小流量气体,缺点是惰性大,测量值与气体的定压比热有关,测量元件与介质接触,易被沾污和腐蚀。 为双孔板差压式质量流量计。在管道A、B处安装两个相同的孔板。在分流管道中装有两个相同的可产生方向相反的恒定体积流量q的定流量泵。两孔板前后压力差△P=P1-P3=4KρQq,与ρ、Q成正比。式中K为常系数,ρ为密度,Q为管道体积流量,ρQ即为质量流量。双叶轮式质量流量计是在同一直线上前后安装两个倾角分别为x1和x2的叶轮,两叶轮之间利用扭簧连接,流体通过时,两叶轮之间产生一个偏移角x,那么两叶轮间力矩差△M与质量流量Qm,流速u,倾角x1,x2存在△M=Qm*u*(k1*tgx1-k2*tgx2)的关系(k1和k2为叶片结构尺寸常数),△M=k3*u*Qm,(k3=k1*tgx1-k2*tgx2).偏移角x=k4*△M=k4*k3*Qm*u;而叶轮组旋转速度U与流体的流速成正比,U=k6*u,则整个叶轮组转过两叶轮偏角x所需的时间△t=x/U=k7*Qm.通过*计数器测量出△t便能得出质量流量Qm。
差压式
差压式质量流量计是以马格努斯效应为基础的流量计,实际应用中利用孔板和定量泵组合实现质量流量测量。常见的有双孔板和四孔板与定量泵组合两种结构。双孔板结构形式如图6所示,在主管道上安装结构和尺寸完全相同的两个孔板A和B,在分流管道上装置两个流向相反、流量固定为的定量泵,差压计连接在孔板A入口和孔板B出口处。