并根据压差确定流体中某处的流速,为此本章节也主要介绍管线定位仪的原理和使用方法

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并根据压差确定流体中某处的流速,为此本章节也主要介绍管线定位仪的原理和使用方法

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发布时间:14-12-24 16:33分类:技术文章 标签:皮托管 1测量原理和结构
皮托静压管(皮托管)是由一个垂直在支杆上的圆筒形流量头组成的管状装置。本装置在侧壁周围有一些静压孔,顶端有一个迎流的全压孔。它能测出压差,并根据压差确定流体中某处的流速,由流速与面积的乘积计算出流量。
皮托管的测量原理是基于伯努利方程在空气中应用的一个实例,如图1所示。当理想流体均匀的平行流向静止物体时,设想其中一条撞在物体上(即图1中的A点),在此处流体发生分岔,A点成为滞止或驻点,A的流速为零,V­A=0。
如果我们选择两个截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ,Ⅰ-Ⅰ截面流动没有受到任何影响,流束是平行的,流速形成规则的速度分布,截面各点的静压力相等。Ⅱ-Ⅱ界面流动受到影响,流束密集,流速加快,静压降低。则两个面上的伯努利方程为
式中: ζ为Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ区间的流体阻力系数,这里可以不考虑,即ζ=0
K为速度分布不均匀系数,这里可设K1=K2=1 ρ为流体密度,因为是均匀的ρ1=ρ2=ρ
P为两个截面的静压力 V为两个截面的流速,VA=V2=0 整理得到的公式为: 式中:
P2为总压力(因为动压为零) P1为静压力
如图1所示,若在物体B点开一个孔,由于均匀流场中静压力相等,则P1=PB=0
令P2=P1,V1=V,则公式2*变为:
式中:P-P0实际上是流场中某一点流体的动压力P。 2皮托管结构
皮托管的原理结构如下图所示,当一台差压计两端分别于总压管和静压管连接,这样压差计上*可以显示出动压值来。
上图是一般皮托管的结构,为了能看清,把两端放大。如图中可以看到皮托管外形是一个L型的金属管,与管轴平行安置的直角边是测头,其顶端有一个总压孔,在其侧壁上有若干个静压孔。总压孔与静压孔不相通,分别用导压管引出,从静压孔至总压孔称为鼻端。直角的另一边称为支杆,引出总压孔和静压孔的接头以便与微压计的管相连接。其上有定向杆,指示鼻端方向。测量总压力的管子叫皮托管,测量静压力的管子叫静压管。实际上常用的都是皮托管和静压管的组合,而且多数使用实验系数接近为1的形状,也*是国际标准推荐的GETIAT(锥形头)型,AMCA型(球形头),MPL型(椭圆形头三种),如下图所示
3皮托管的使用范围
A.流体性质:连续的单相流体或是具有与单相流体相类似的流体。如果是液体,应该是牛顿流体,流动时没有横向速度梯度
B.皮托管一般常用的流速为5至30m/s,不能用于马赫数大于0.8的流体,而且为了获得*佳的准确度,应在皮托管使用条件下进行校准。当马赫系数在0.9-1.0之间,大多数皮托管出现不规性,不能用以进行测量。
C.皮托管的d/D不能大于0.04,当在0.02-0.04时需要对阻塞影响和速度梯度进行修正,在高流速场合应避免皮托管振动

发布时间:14-11-28 18:08分类:技术文章 标签:管线定位仪
管道施工作业中需要对实际地点进行诊断定位来辅助工程的进展,一般的方法为资料收集、电磁感应法、探地雷达、示踪探头法、及扎探。但由于早年竣工资料缺乏准确性和完整性给管道管理带来相当的麻烦和隐患,而如果不采取合适的方法对管线进行定位而盲目的进行施工还有可能引起一系列的麻烦和危险。所以在进行开挖之一定要进行管线探测,而在管线探测领域中所使用的多数为管线定位仪,为此本章节也主要介绍管线定位仪的原理和使用方法。
管线定位仪的主要用途是为安全开挖提供保障,而且有经验的使用者还能借助仪器识别地下设施的种类,还能根据设施的特性进行识别和跟踪。识别和跟踪地下设施时,操作者借助仪器能快速、准确地完成对地下设施进行平面定位和深度测量的任务,从而对地下设施进行三维定位。
在介绍管线定位仪的使用方法之前,*来了解一下管线定位仪测量原理,理解测量原理能帮助我们更好的使用仪器,发挥仪器的*大性能达到事半功倍的效果,也可以通过学习理解这些原理来排除一些在实际我们使用测量中的一些简单的问题。
原理:电磁定律:通电导线产生磁场(右手法则),管线定位仪的原理是利用电磁信号的理论来感应并探测到地下金属管道和电缆的位置。在测量中通过发射机对金属管或电缆施加固定频率的信号,使目标管线产生电流,并在管线周围生成二次磁场,通过接收机在地面测定二次磁场及其空间分布,来判断地下管线的走向、位置和深度。发射机和接收机频率必须保持一致性。
走向定位原理:在介绍之前*来看一下测量板块,如图所示,接收机不同的线圈排布接收信号值的强弱来定位走向。
峰值法定位原理:当水平线圈轴线与通电导线垂直且处于管线的正上方时,水平线圈信号*强,在使用仪器时判定准确性的条件为水平响应曲线越陡峭曲线越对称则准确性越高。
谷值法定位原理:在管线的正上方时,垂直线圈响应*小。此方法适合追踪目标管线,当追踪目标管线确定是可以切换方法来测量深度等。
管线深度及电流的测量原理公式:
从原理测深公式可以看出电流可以有效的减少测量误差,提高仪器的信噪比也可以增大仪器的测量深度。以上是对仪器的测量原理的描述,在下一章中将会着重去描述仪器的使用方法,相信熟知原理之后在学习和使用起来会相当便捷。
在知道管线定位仪的测量原理之后在这里主要介绍管线定位仪的使用和实际的操作方法。在前文中也提到管线定位仪主要由接收机和发射机组成,发射机的作用是对金属管或电缆施加固定频率的信号,使目标管线产生电流,在管线周围生成二次磁场,而接收机的作用*是在地面测定二次磁场及其空间分布,来判断地下管线的走向、位置和深度。
仪器的使用:管线定位仪的配件功能和使用比较相近,因此在这里只做举例说明(RD8000),管线定位仪由接收机和发射机组成,如下图图中所示分别为测试线、接地钉、感应夹钳、接收机和发射机,接收机和发射机由电池供电,也可以选择充电电池组供电,将电池装入仪器的电池槽按压仪器电源键开机。
发射机:发射机主要构成由操作键盘、显示屏、输出接口等组成。实际操作起来也比较简单,根据实际情况选择合适的测量方法,在进行频率输出调节,发射机的频率的选择影响到信号的传播距离和识别能力,频率越高传播距离越小越容易感应到邻近的管线,影响管道信号传播距离的因素还有土壤状况,接地电阻和管线的直径。
接收机:管线定位主要靠使用人员操作接收机定位来完成,因此接收机的使用稍微麻烦了一点点,在前文的原理中我们也展示了接收机的内部线圈图,发射机波峰和波谷发的原理介绍,当检测工作都准备完成后。打开接收机频率与发射机调成一致。追踪管线的时候通过调节操作按键的上下增益来观察信号和指示罗盘来进行判断。如下图接收机工作状态显示图所示中间的圆圈(指示罗盘)代表邻近接收机的管线方向,上方的箭头表示邻近管线的位置,在上方一个格子表示的是信号强度及峰值的标记,图所示*是追踪到*大相应的管线(目标管线)施加和接收到的频率为512HZ。
实际应用:
测试方法:测试管道需要对被测管道施加一个目标信号便于追踪,因此有适用不同情况的测试方法如下图所示
直连法:直连法将发射机直接与需要探测的管道和电缆相连接(不能连接带电电缆)。发射机将直接给管线施加信号,可以使用接收机进行定位。此方法对个别管线施加了*佳信号,可以使用低频探测,从而可以追踪更长的距离。使用直连导线或夹钳将发射机与管道或电缆连接,同时需要一个接地棒形成一个回路。
感应法:发射机放置于被测区域的上方或附近。选择适当的频率。发射机将感应任何来自附近金属导体的信号。感应模式下建议使用较高频率,因为高频率更容易感应附近导体的信号。
夹钳耦合法:信号夹钳适合在无需中断连接的情况下给带电电缆施加信号。主要用于电缆和小金属管线。
波谷波峰实际测量应用如下图所示: 管线定位仪实际测量追踪的方法(图示)
实际测量–区分管道和电缆: 电力信号:50/60HZ ;无线电信号:14-26Khz
接收机测量带电线缆和阴极保护等信号线缆时无需使用发射机,选择对应的频率直接追踪测量即可,如市电工频50HZ,在接收机上直接选择50HZ电力模式。
基于实际测量碰到的情况比较复杂,使用人员需熟悉仪器的使用方法和测量方法这里加深一些测量的介绍,如果所探测的管线比较复杂还需要使用人员的丰富经验来完成测量。
•以下图示所指文字解释部分分别对应文字上图进行从左至右描述
•不要在离发射机十米以内使用接收机在这个距离接收机可能接收到直接从发射机发射出来的信号(一次场)。
•将接收机指向发射机,如果响应增大。减小输出功率或原理发射机。如果响应减小则表示接收到的是地下管线的信号。
•夹钳法是给电缆施加信号的一直很方便的方法。
•不要在没有绝缘的带电导体上使用夹钳法,被夹上的电缆信号*强、(夹钳链接管道时应注意管道的绝缘法兰)。
•确定管线的位置后转移接收机,注意观察读数变化。
•机身面与管线走向垂直时读数*大,平行时读数*小。
•用峰值法找到管线的位置转动接收机确定管线的走向,把接收机调到谷值法,沿着管道走向左右摆动接收机,追踪过程中不时的调会峰值进行确认。
•如果响应突然下降,停下来调高灵敏度以下降点为中心沿半径两步的圆弧走动。
•管线可能改变了方向。 •也可能是深度增大了此时应调高接收机增益。
•可能有三通。 •如果信号完全消失可能走到了管道的终点。
•如果信号变得模糊而且散步范围大,管线可能进入了钢筋网。将接收机提高五十厘米并减小增益继续追踪。
•设备的电流测量具备在管线密集区识别目标管线提供绝缘情况的资料
•在管线密集区用峰值响应识别目标管线可能出现错误。
•测量并对比各个管线的电流大小使我们找到目标管线。
•管线上的电流会随着发射机的距离衰减,衰减率由管线类型和土壤状况决定。
•不管管线的类型如何衰减率都是比较稳定的没有突然的下降。
•电流突然有下降表明管线有破损或分支。
•管线密集区域识别目标管线的有效方法。
•用直连法施加信号电流向离开发射机的方向移动。
•有些信号会感应到邻近的管线上。
•通过对比接收机上的箭头方向*可以识别目标管线。
以上是对实际测量中方法的介绍,通过文章的阅读在结合实践后,在进行管线施工作业中会便捷很多。

发布时间:14-11-19 16:08分类:技术文章 标签:电阻测试仪
随着电子产品向小型化、轻量化、薄型化及多功能化方向发展,印制电路板上元器件组装密度越来越大,要求元器件体积越来越小,促使元器件向片式化、集成化方向发展,贴片式元器件和表面组装技术的应用日益广泛。在电路系统中*重要的三种元件—电阻、电容器和电感器中,**实现片式化的*是电阻。
热敏电阻
热敏电阻是电阻值对温度极为敏感的一种电阻,也称为半导体热敏电阻,是热敏元件同时又是敏感电阻的一个种类。热敏电阻的主要特点是对温度灵敏度高、热惰性小、寿命长、体积小、结构简单、可以有不同的外形,成为目前应用十分广泛的敏感电阻。
热敏电阻的主要参数 热敏电阻有如下几个主要参数:
(1)标称电阻值R1:它是指元件上所标注的电阻值,也称为零功率电阻值,是指在25℃时采用引起电阻值变化不超过0.1%所测得的电阻值,故常用R25℃来表示(单位为Ω)。
(2)额定功率:热敏电阻在规定的技术条件下,长期连续工作所允许消耗的功率称为额定功率,一般用PE表示(单位为W)。厂家在参数表中提供的额定功率值是指在25℃时的功率值。当温度高于25℃时,应当降额使用。
(3)电阻温度系数:它是指在零功率条件下,温度每变化1℃时电阻值的变化量,一般用αT表示,单位为1/℃。若温度变化前的电阻值是R,温度变化后电阻值的变化量为△RT,温度变化量为△T,则电阻温度系数可表示为αT=(△RT/R)△T。
(4)转变点温度:一般指临界热敏电阻和开关型正温度系数热敏电阻的电阻—温度特性曲线上的拐点温度,通常用Tc表示,单位为℃或K。转变点温度也称为居里点温度。
热敏电阻的分类
热敏电阻的种类繁多,按照电阻值温度系数分正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)两大类;按其阻值随温度变化的大小可分为缓变型(即线性)和突变型(即非线性);按其受热方式不同可分为直热式和旁热式,按其工作温度范围可分为常温型(-55
to
315℃)、低温型(<-55℃)和高温型(>315℃)三大类;按所用材料可分为陶瓷热敏电阻、半导体(单晶)热敏电阻、金属膜热敏电阻、塑料热敏电阻、碳化硅(SiC)热敏电阻和玻璃态热敏电阻等;按其结构不同可分为棒状、球状、垫圈状、盘状、珠状、线管状、圆片、方片及薄膜与厚膜等热敏电阻;按其封装形式可分为传统引线式(适用于通孔式焊接)和贴片式(适用于表面组装)两种形式。图1所示为几种热敏电阻的外形。
NTC热敏电阻
NTC热敏电阻是采用多晶金属如铁、钴、镍、铜、锰、钛、钒等氧化物半导体制成的,其电阻值随温度升高而降低。NTC热敏电阻在电路中常用作温度补偿、温度检测与控制的感温元件,也用作浪涌电流限制器。NTC热敏电阻的电阻—温度特性曲线如图2所示。不同材料制成的NTC热敏电阻的电阻—温度特性曲线存在一些差异,但其共同点*是都具有负的温度系数,范围一般为-(1~6)×10-2/℃。限制浪涌电流用NTC热敏电阻通常连接在桥式整流器输入线路上,如图3所示。在接通AC线路之后,将有一个非常大的电流对平滑滤波电容器充电。由于NTC热敏元件(RT)的接入,其在室温下的电阻较大,对浪通电流起限制作用。随RT温度升高,其电阻值急剧降低,对输入电流的影响很小。
图2 图3 PTC热敏电阻 PTC是Positive Temperature
Coefficient的缩写,为正温度系数的意思。它包括:突变型(阶跃型)PTC热敏电阻器及缓变型(线性)PTC热敏电阻器两种。其突变型(阶跃型)PTC热敏电阻器又细分两类,一类为陶瓷PTC热敏电阻器(CPTC),在BaTiO3,V2O5,BN等材料中掺入半导化元素后都可发现PTC效应。目前得到广泛应用的是BaTiO3系PTC热敏电阻器;第二类是有机高分子PTC热敏电阻器(PPTC),在聚乙烯高分子材料中掺入碳黑形成PTC效应。这里介绍的是BaTiO3系PTC热敏电阻器,属于典型的直热式阶跃型正温度系数热敏电阻器,当温度增加到居里温度以上时,其电阻值呈阶跃式增加,可达到4~10个数量级。温度的变化可以由流过热敏电阻的电流来获得,也可以由外界输入热能或者这二者的迭加来获得。
图4 热敏电阻的应用
热敏电阻可作为电子线路元件用于仪表线路温度补偿和温差电偶冷端温度补偿等。利用NTC热敏电阻的自热特性可实现自动增益控制,构成RC振荡器稳幅电路,延迟电路和保护电路。在自热温度远大于环境温度时阻值还与环境的散热条件有关,因此在流速计、流量计、气体分析仪、热导分析中常利用热敏电阻这一特性,制成专用的检测元件。PTC热敏电阻主要用于电器设备的过热保护、无触点继电器、恒温、自动增益控制、电机启动、时间延迟、彩色电视自动消磁、火灾报警和温度补偿等方面。

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