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高压AG手机客户端电极结垢的解决方案
在測量汙水、漿液等介質時,AG手机客户端的衬里内壁以及电极表面容易产生结垢现象,由于结垢部分的电导率与测量介质不一致,产生结垢后,如果不及时清理,轻则给AG手机客户端的测量带来误差,重则导致AG手机客户端的信号短路或断路,导致仪表无法正常工作。对于易结垢场合使用的AG手机客户端,日前普遍采用刮刀式电极的方法解决,然而刮刀式电极也有其明显的缺点一对安装环境要求较高、需要定期维护、不能用于高压管道等。本文通过对测量导管的结构以及测量电极的形状做改进设计,极大地延长了在高压等极端场合条件下AG手机客户端的无维护使用寿命。使此类极端工况的流量测量得到较为理想的解决。本次研究涉及到流量测量技术相关领域,包括有AG手机客户端以及电极的阻垢结构,该结构中的电极主要是与流体介质之间进行接触的安装部分以及液体接触部分,而在液体的接触部位轴线位置处,其中心位置具有同轴设置的凸起部分,此凸起部分为导电体,本次所设计的AG手机客户端其电极表面具有不易结垢以及无需经常进行清洗的特点。
 
1.傳統AG手机客户端的清理方式
AG手机客户端的正作原理决千AG手机客户端工作时测量电极必须能完成测量介质的电动势检测若测量的介质容易结垢,当测量电极完全被结垢覆盖时,如果结垢部分是绝缘体,AG手机客户端电极将无法检测到感应信号,如果结垢部分导电率过高,感应信号将被结垢层短路。
为了解决AG手机客户端介质结垢的问题,目前传统做法都是采用刮刀式机械清理的方法来解决。刮刀式电极的结构示意图如图1
從刮刀式電極的結構示意圖可以看出,刮刀式電極的軸是通過“O”型圈軸密封的方式密封的。通過人工旋轉軸的方式帶動刮刀,實現電極表面結垢的清理。
采用刮刀式電極清理結垢的方法,缺點主要有如下幾點:
(1)需要取下儀表外殼上的密封蓋才能操作這就要求儀表必須安裝在幹燥且清潔的環境中,不然容易破壞儀表的絕緣。
(2)需要人工定期清理,並且對清理的人員有定的專業要求。
(3)由于旋轉軸是通過“O”型圈軸密封的方式密封的,對于溝槽等密封部分的尺寸及表面光潔度要求較高,另外由于軸密封的限制,注定了刮刀式電極不能用于壓力大于10MPa以上的場合。
從以上幾點可以明顯看出,采用刮刀式電極的方式解決易結垢介質的測量存在很大的局限性。無法滿足安裝環境較差(埋土、淹水)以及耐壓等級高于10Mpa(“O”型圈軸密封限制)的場合的除垢要求。
 
2.實用新型AG手机客户端
本次所研究的新型AG手机客户端,其设计特点是具备较好的电极阻垢结构,之前所使用的传统AG手机客户端电极主要安装在测量通道当中,当该结构应用在容易结垢的介质中时,电极可能会被结垢所覆盖,由于介质结构本身具有绝缘性,从而使得电极难以对被测介质的电位进行正常检测,进而使得AG手机客户端的仪表也难以正常使用,传统AG手机客户端的对电极结垢问题的解决方式为每隔一段时间完成一次仪器的拆卸,采用手动清洗或者是刮刀式电极机清洗的方式进行解决,但是传统AG手机客户端般都具有易结垢、人工干预较多以及清理周期相对较短的问题“。
2.1技術方案
2.1.1改變電極形狀
通过改变AG手机客户端电极的形状,可使电极表面不易结垢。由于测量液体黏性的存在,流体在流速范围内,在管道的流速成对称分布,在沿管轴线方向取一截面,截面内的流速分布是以管轴线为对称轴的抛物线,如图2所示。
由图2所示,很容易得出,越是靠近管道内壁的地方,流体流速越低,而流体流速越低,越是容易产生结垢现象。安装在AG手机客户端管道内壁的电极正是贴在管道内壁上,比较容易形成结垢现象。为了解决电极表面容易结垢的问题,现对电极表面的形状做一定的改进,电极改进前后的示意图分别如图3所示。
具有阻垢結構的電極主要包括了和流體介質之間進行接觸的安裝部分和液體接觸部位,在液體接觸部位的中心位置具有同一軸線的凸起部,而凸起部爲導電體。根據上述的技術方案可以了解到,介質從曲起部位流過後凸起的部位對所流動的介質會進行分割,同時在液體接觸部位以及凸起部位的連接處會産生一定的擾動作用,所産生的擾動作用會將液體接觸部位表面産生的結垢物帶走,使得液體接觸部位以及凸起部位不會産生汙垢的積聚由于凸起部位主要是在液體接觸部位設置,所以凸起部位與測量通道中的中心位置具有更近的距離,而中心位置所受到的通道內壁黏著力的影響相對較小,因此使得其流速相對較快,而凸起部位由于不會被汙垢所覆蓋,所以采用該技術方案可以減少凸起部位以及液體接觸部位的汙垢,不需要進行經常清理。上述技術方案中將凸起部外壁改爲圓滑曲面,使得汙垢不易在其表面進行附著,在介質流動沖擊下更容易被帶走。
2.1.2測量管道縮頸處理
當介質流體從変徑段之外經過變徑段進入測量通道時,由于變徑段爲朝向測量通道的收口結構,測量通道的內徑小于變徑段之外的管道內徑,使得介質流體在測量通道中的流速增快,在此條件下,位于測量通道內的液體接觸部位和凸起部表面更不容易結垢。
通過采用上述技術方案,該AG手机客户端具有較好的電極阻垢效果,無需經常清理電極液體接觸部和凸起部的汙垢,減少人工幹預,提高了經濟效益。
2.2實例說明
根据上述的技术方案,可以就其凸起部位或者其他部位进行进一步的配置,以便于减少AG手机客户端的结垢能力,其进一步的配置方式包括有凸起部的外较为圆的曲面,凸起部的横截面为圆形,凸起部外径由液体接触部位向其远离的一侧逐渐变小,远离凸起部的一端为球面,采用上述设置都可以有效降低AG手机客户端的结垢能力,例如液体接触部位采用球面结构时,由于凸起部位主要设置在液体接触部位的中心位置处,因此在对介质流体进行测量时,流体沿着液体接触部位表面进行流动,势必会对凸起部位的底部产生一定的冲击作用,在这种情况下,污垢不易积累,从而出现较为良好的阻止结垢的效果。在合理采用上述技术方案,同时采取进一步的配置方式后,使得新型AG手机客户端具备较好的电极阻垢效果,有效提高了仪器的经济效益,下文结合新型AG手机客户端中的电极阻垢结构实例进行分析。
在本次實例當中,圖4和圖5中的13所表示的凸起部位其外壁爲圓滑的曲面,整體的橫截面基本爲圓形,在該實例中所采用的進一步配置爲凸起部位的外徑由液體接觸部位向遠離液體接觸部位的側逐漸變小,同時在凸起部位上與液體接觸部位遠離的位置爲球面。

如圖6所示,測量管道的前端、後端與變徑段相連接,變徑段的內徑由測量管道向通道的兩側開始逐漸變大,測量管道的內徑基本爲變徑前內徑的70%。
上述3個圖中各序列號所表示的部件名稱:1爲電極,2爲測量通道,11爲接液部,12爲安裝部,13爲凸起部,14爲球面部,21爲變徑段。
本次實例的基本原理爲,在測量通道前段連接變徑段。此時內部的介質流體在進人測量通道後出現流速增大的現象,在介質流體流動到凸起部位時,凸起部位對介質流體之間産生分割作用,同時在液體接觸部位和凸起部位的連接位置會産生一定的擾動作用,所産生的擾動可以將附著在液體接觸部位表面的結垢物帶走,在液體的接觸部位以及凸起部位會避免産生汙垢的積聚,由于上圖中的凸起部13和測量通道的中心位置距離較近,該位置處所受到的摩擦力以及黏著力的影響相對較小,整體的流速較快,從而使得凸起部難以被汙垢所覆蓋,而上述實例中所進行的優化配置,主要包括凸起部位與液體接觸部位遠離位置爲球面,凸起部位的外壁爲圓滑曲面,以及外徑從液體接觸部位開始逐漸變小,而變徑端的內徑向遠離測量通道的方向逐漸增大。
 
3.結論
通過采用上述幾種優化配置方式,可以實現當介質流體從變徑段外側進入測量通道後,由于變徑段向測量通道的方向整體爲收口形勢,通道中的內徑明顯小于變徑段外的內徑值,這在一定程度上加快了測量通道中介質流體的流速,從而使得凸起部表面以及測量通道內更難以形成結垢,不需要經常進行清洗。
 


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