出于流量是一个动态量,流量测量是一项复杂的技术。从被测流体来说,包括气体、液体和混合流体这三种具有不同物理特性的流体;从测量流体流量时的条件来说,又是多种多样的,如测量时的温度可以从高温到极低温,测量时的压力可以从高压到低压;被测流量的大小可以从微小流量到大流量;被测流体的流动状态可以是层流、紊流等等。此外就液体而言,还存在粘度大小不同等情况。因此,为准确的测量流量,就研究不同流体在不同条件下的流量测量方法,并提供相应的测量仪表。这是流量计量的主要工作之一。由于被测流体的特性如此复杂,测量条件又各不相同,从而产生了各种不同的测量方法和测量仪表。无线电仪器仪表检测机构
显然,如果没有一个统一的检定流量测量仪表准确度的方法,那么要大规模生产的工艺要求,要贸易的平等互换是不可能的。此外,还有一套流量单位复现方法和检定系统对使用小流量仪表传递的标准方法。流量计量学的另一主要内容就是:研究流量单位的发现方法和检定系统,建立流量计量的基、标准装置,以量值传递和流量测量的准确度。
涡街流量计
涡街流量计是利用流体力学中的卡门涡街原理,即在流动的流体中插入一个非流线型断面的柱体,流体流动受到影响,在一定的雷诺数范围内将在柱体下游,均要产生漩涡分离。漩涡分离频率,即单位时间内由柱体一侧分离的漩涡数目f与流体速度V1成正比,与柱体迎流面的宽度d成反比,即:
式中:
f—漩涡分离频率;
Sr—斯特劳哈尔数(无量纲),对于一定柱型在一定流量范围内是雷诺数的函数;
V1—漩涡发生体两侧的流速,m/s;
d—漩涡发生体迎流宽。
涡街流量计由壳体、漩涡发生体和放大器组成。一种典型的结构如图2所示,壳体内插入柱体,由其产生的涡街信号可用各种检测方式检出,经放大器放大后,输出脉冲信号。 无线电仪器仪表检测机构
按用途:
有功电能表
有功电能表
、无功电能表、大需量表、标准电能表、复费率分时电能表、预付费电能表(分投币式、磁卡式、电卡式)、损耗电能表、多功能电能表和智能电能表
按工作原理:感应式(机械式)、静止式(电子式)、机电一体式(混合式)
按接入电源性质:交流表、直流表
按结构:整体式、分体式
按接入相线:单相、三相三线、三相四线电能表
按准确级:普通安装式电能表(0.2S、0.5S、0.2.0.5.1.0、2.0级)和携带式精密电能表(0.01、0.05、0.2级)
按安装接线方式:直接接入式、间接接入式
当把电能表接入被测电路时,电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过,这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通;交变磁通穿过铝盘,在铝盘中感应出涡流;涡流又在磁场中受到力的作用,从而使铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率越大,通过电流线圈的电流越大,铝盘中感应出的涡流也越大,使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大,转矩也越大,铝盘转动也就越快。铝盘转动时,又受到磁铁产生的制动力矩的作用,制动力矩与主动力矩方向相反;制动力矩的大小与铝盘的转速成正比,铝盘转动得越快,制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时,铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时,带动计数器,把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。
电能表分为感应式和电子式两大类:
感应式电能表采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩,推动铝制圆盘转动,圆盘的轴(蜗杆)带动齿轮驱动计度器的鼓轮转动,转动的过程即是时间量累积的过程。因此感应式电能表的好处就是直观、动态连续、停电不丢数据。
感应式电能表对工艺要求高,材料涉及广泛,有金属、塑料、宝石、玻璃、稀土等等,对此,产品的相关材料标准都有明确的规定和要求,用的劣质材料代替标准规格的材料是影响电能表产品质量的主要问题之一,因此像大多数商品一样,价格过低的商品不会有好的质量。
感应式电能表的生产工艺复杂,但早已成熟和稳定,工装器具也全面配套。生产环境对温度、湿度和空气净化度的要求较高。近十余年来在杭州、宁波、温州等地发展形成的电能表的材料和零部件市场具有相当的规模,形成鲜明的中国集约化大生产的特色,这也是那里生产的电能表在市场上具有价格优势的主要因素之一。
电子式电能表运用模拟或数字电路得到电压和电流向量的乘积,然后通过模拟或数字电路实现电能计量功能。由于应用了数字技术,分时计费电能表、预付费电能表、多用户电能表、多功能电能表纷纷登场,进一步满足了科学用电、合理用电的需求。
按附加功能划分,有多费率电能表、预付费电能表、多用户电能表、多功能电能表、载波电能表等。多费率电能表或称分时电能表、复费率表,俗称峰谷表,是近年来为适应峰谷分时电价的需要而提供的一种计量手段。它可按预定的峰、谷、平时段的划分,分别计量高峰、低谷、平段的用电量,从而对不同时段的用电量采用不同的电价,发挥电价的调节作用,鼓励用电客户调整用电负荷,移峰填谷,合理使用电力资源,充分挖掘发、供、用电设备的潜力,属电子式或机电式电能表;预付费电能表俗称卡表,用IC卡预购电,将IC卡插入表中可控制按费用电,防止拖欠电费,属电子式或机电式电能表;多用户电能表一只表可供多个用户使用,对每个用户立计费,因此可达到节省资源,并便于管理的目的,还利于远程自动集中抄表,属电子式电能表;多功能电能表集多项功能于一身,属电子式电能表;载波电能表利用电力载波技术,用于远程自动集中抄表,属电子式电能表
当前电力行业电能计量仪表的主要方案一般都是基于半导体技术而实现计量目的。电能表一般均采用了的A/D 转换器,将电网的电压、电流信号进行采样和模数转换,然后利用高速微处理器对数字信号进行分析、处理和数据再加工、分拣,从而产生各种计量数据;后利用各种通讯接口、人机界面实现与各种设备进行对接。
电能表是采样技术、微处理技术、设计技术和经验相结合的产物,是跨学科的高技术产品。电能表制造商根据自身设计的理解和应用技巧,实现电能表的各项功能。电能表产品上,目前已经具备了多功能、网络化、智能化、数字化的需求,能够满足当前各种计量的要求,如有功计量、无功计量、需量计算,电网质量检测、电网事件记录等复杂功能,并能够作为通讯从站与中央控制主站进行数据交互。
电能表产品中需求量大的是单相居民电能表,但是由于居民用电量的逐年增加、用电负荷的增大,相关的用电设备要求使用三相供电。同时利用三相供电可以提高负荷平衡率、降低电力线损。目前发达国家居民用电大部分已经采用三相供电,国内如宁波等沿海经济发达地区,三相电子式电能表的应用范围已逐步从工业用电为主扩展到居民用电领域。因此三相计量电能表的需求将越来越大,在电能表的需求结构中的占比将逐步提升。
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