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金屬管浮子流量計加裝阻尼器在多晶硅生產中的應用

發布日期:2016-10-26  來源:  作者:  瀏覽次數:
【導讀】:討論了金屬管浮子流量計加裝阻尼器在多晶硅生產中的應用方案, 并對流量計使用阻尼器前后的效果作了對比。......

摘 要: 討論了金屬管浮子流量計加裝阻尼器在多晶硅生產中的應用方案, 并對流量計使用阻尼器前后的效果作了對比。

1 金屬管浮子流量計的工作原理及一般應用
       轉子流量計, 又稱浮子流量計, 金屬浮子流量計由于其結構簡單, 可靠性強, 可輸出標準信號, 并能實現流量的指示、積算、記錄、控制和報警等多種功能, 所以在工業生產中被廣泛應用。
1. 1  金屬管浮子流量計的工作原理
       金屬管浮子流量計采用可變面積式測量原理。流量計主要由三部分組成: 測量管、浮子、耦合指示系統。如原理圖所示, 相對應測量介質的某一流量,磁性浮子在測量管中對應一個浮子位置, 這個浮子位置通過指示器中的經過精密充磁的磁耦合指示系統帶動指針, 由刻度盤和指針讀出相應的流量計。也可配裝不同的轉換器, 將流量值轉換成標準的電遠傳信號, 從而實現遠距離顯示、記錄、積算和控制功能。金屬管轉子流量計在耦合指示系統的設計上可以為各種應用場合提供可靠適用的功能組合, 如現場指針顯示、LCD 顯示瞬時和累計流量等。在指示器 供 電 選 擇 方 面 有 電 池 供 電、24VDC 供 電、220 VAC 供電, 方式根據現場情況選擇 。金屬管轉子流量計原理示意圖
1. 2  金屬管浮子流量計的一般應用
        工業上常用的流量計除了金屬轉子流量計外,還有差壓流量計、渦街流量計、電磁流量計、超聲波流量計、渦輪流量計、橢圓齒輪流量計等。每種流量計在針對不同的被測流體、不同的流動狀態、不同的測量場所, 各有其優勢和劣勢, 比如在流速不同的場合中, 中高流速下的流量測量已有孔板、渦街等多種流量計能夠實現準確的測量, 而在較低流速、較高壓力的流量測量中, 尤其低雷諾系數的情況下, 金屬管浮子流量計就起到非常重要的作用。常用儀表性能和應用范圍

2 金屬管浮子流量計加裝阻尼器在多晶硅生產中的應用
    2.1 阻尼器的工作原理
    使自由振動衰減的各種摩擦和其他阻礙作用,我們稱之為阻尼。而可以提供運動的阻力,耗減運動能量的裝置,我們稱為阻尼器。目前各種應用中有:彈簧阻尼器、液壓阻尼器、粘滯阻尼器、氣阻尼器、電磁阻尼器等。
    2.2 金屬管浮子流量計在使用中出現的問題
    轉子流量計在多晶硅生產現場使用過程中,由于測量介質瞬間流量過小或不穩定、操作壓力低或不穩定,儀表前后測量管道內徑變化過大,前后直管段嚴重不符合使用規定要求,尤其是測量介質為氣體等情況下會造成流量計測量管內介質流動極不穩定,引起浮子發生跳動的現象。浮子的垂直上下直線運動通過磁耦合系統傳遞、傳化為指針軸的轉動運行,與指針軸組合成一體的指針轉動從而指示介質的瞬時流量。流量計測量管中浮子發生的跳動現象傳遞給指針,就變成為指針連續不停頓的擺動現象,造成流量指示不穩定,甚至根本不能讀取刻度值,確定瞬時流量數值。如果現場出現這種現象,通常的處理方法是分析造成指針擺動的主要原因,多數情況下從多晶硅生產工藝上采取措施,改善介質流動狀況,從而減少、避免指針的擺動。但是很多時候指針擺動的頻率、幅度很難從根本上避免、降低。
    2.3 氣阻尼器在金屬管浮子流量計中的應用
    在儀表測量管中加裝氣阻尼器成為解決浮子跳動,指針擺動的有效方法之一。該裝置包括氣阻尼頭與氣阻尼套,二者為間隙配合,二者間形成的腔體中充滿測量介質,當浮子向上或向下運動時,測量介質必須排出或進入腔體,由于阻尼頭與阻尼套之間間隙很小,測量介質排出或進入腔體的速度滯后于浮子向上或向下運動的速度,從而起到阻尼效果,降低浮子向上或向下運動的速度,過低指針擺動的頻率、幅度。
    2.3.1 氣阻尼器使用中需要注意的問題。現有阻尼裝置中的氣阻尼頭與阻尼套之間的配合為面接觸,與流量計測量管與介質流動極不穩定,引起浮子發生跳動,加之加工誤差,常會使氣阻尼頭隨浮子導向桿產生偏移,導致氣阻尼頭過快的磨損,嚴重時使氣阻尼套卡住,影響阻尼效果,縮短氣阻尼裝置的使用壽命。
    2.3.2 解決方案。為了解決可能存在的不足,可采用了以下新技術。改變氣阻尼頭與氣阻尼套之間的配合方式,使之配合的表面形狀為球面,球面的圓心在氣阻尼頭與氣阻尼套配合的中軸線上,使氣阻尼頭與氣阻尼套之間的配合為線性接觸。當氣阻尼頭隨浮子導向桿產生偏移時,氣阻尼頭與氣阻尼套之間的配合始終是線接觸,既可防止氣阻尼頭與氣阻尼套卡住,又使氣阻尼頭磨損平均,延長了氣阻尼裝置使用壽命。原理示意圖
 
   2.4 電磁阻尼器在金屬管浮子流量計中的應用
    由于轉子流量計的測量管為機械結構,測量時對波動很敏感,經常會出現指針波動嚴重,甚至影響讀數的情況。除了在測量管中加裝氣阻尼器之外,還可以在指針組件中增加電磁阻尼器,使指針擺動的頻率、幅度大幅度降低,使指針指示穩定,刻度值讀取變得容易,讀取精度更高。主視圖、左視圖、俯視圖
    電磁阻尼器的工作原理。電磁阻尼器由磁鋼、連接件、金屬板等組裝后為一體。指針的配重為導電金屬鋁合金,根據電磁感應定律,配重在磁場中運動,切割磁力線,必然產生感應電動勢,從而在配重中產生渦電流;磁場對帶電導體必然產生作用力,而此作用力恰好起到阻礙配重在磁場中運動的作用,配重運動的速度越大,產生的反作用也越大,其效果類似于阻尼器,從而使電磁阻尼器起到降低指針擺動頻率、幅度的作用,達到穩定的效果。

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