汙（wū）水流量計襯裏電*的表麵粗（cū）糙度對噪聲的影響
點擊（jī）次（cì）數：2337 發布時間：2020-08-10 07:35:26
襯裏和電*的表麵粗糙度對流體噪聲的影響
流體噪聲的高低與（yǔ）襯裏和電*表麵的粗糙度有關。無論對漿液（yè）噪（zào）聲、流動噪聲和流速高端噪聲這種關係都很密切。
很明顯，粗糙的襯裏和電*表（biǎo）麵會加大對流體的摩擦力，容易引起流體（tǐ）中離子分離的（de）加（jiā）劇，給（gěi）流動噪聲（shēng）產生創造條件。光滑的襯裏和（hé）電*表麵能夠讓流體順滑流（liú）過，減小流體與襯裏和電*的摩擦力，因此離子分離的機會將大大減少，流動噪聲也將減小。可以想象流體流動速度加（jiā）快，襯裏和電*對流體的摩擦力（lì）也（yě）會加大（dà），流體中離子分（fèn）離同樣會加劇。再加上流體流（liú）速的加快，感應電勢增大，電場對離子運動的作用（yòng）力增大，因此流（liú）動噪聲要增大。所以，在有流動噪聲的情況下流量計使用流速不宜過高。
參考文獻曾經討（tǎo）論過高雷諾數（即高流速）下汙（wū）水流量計測量管粗糙度對（duì）測（cè）量的影響，圖5所示出不同襯裏（lǐ）材料（主要表麵粗糙度不（bú）同）的誤差差別（bié）。可以看出，橫（héng）河加（jiā）不鏽鋼網的PFA襯裏由於粗糙度（dù）*低，剛度好，試驗條件下未出現高端流速噪聲形成誤差；橡膠襯裏的粗糙度*高，出現高端流速（sù）噪聲誤差組（zǔ）*早；聚氨酯襯裏盡管出現高端流速噪聲晚一些，但由於其強度不高，產生的誤差幅度*大。這說明襯（chèn）裏和電*粗糙度是（shì）產生高端流（liú）速噪聲的重要原因。
對於漿液（yè）噪聲，由於電*表麵覆（fù）蓋的一（yī）層鈍化膜僅有約1nm厚，如果電（diàn）*本身粗糙度較高，表（biǎo）麵高低不（bú）平，鈍化膜就很難達到致密和厚薄均勻，這將對膜的穩定性受到影響，進而也會影響到膜的保（bǎo）持和（hé）修複。流體和電*的（de）電化學反應就會（huì）不斷進（jìn）行，就難以做到穩定（dìng）的測量漿液流體（tǐ）。也就是說，電*表麵的粗糙度高低（dī），也（yě）直接影響到漿液噪聲的產生與消除（chú）。
汙水流（liú）量計生產廠商E+H公司的流量測（cè）量手冊一（yī）書，它是用於食品工業生產過程流（liú）量測（cè）量用（yòng）PTFE或PFA氟塑（sù）料襯裏電 磁流量計的剖視圖。由於（yú）食品的電導率一般較低而且粘度較高，測量時出（chū）現流動噪聲的可能性很高。可以看到，E+H公司的襯裏和電*粗（cū）糙度要求為Ra0.3，入口和出口連接金屬管的粗糙度要（yào）求為Ra0.8。Ra0.3和Ra0.8分別表示絕（jué）對粗糙（cāo）度的平均高度為0.3μm和0.8μm。Ra0.3已經（jīng）是由機械研（yán）磨或電解拋光到達的鏡麵粗糙（cāo）度等級。這裏，金屬管起接液環作用，用來把測（cè）量流體電連接為信號的基準參（cān）考電位。接液環（接液電*或流（liú）量計上、下遊連接金屬管道）如（rú）同電*，同樣（yàng）受到被測流體的電化學作用（yòng）產生流體噪聲，所以（yǐ）也需要受到高度重視，減小粗糙度高度。
日本橫河公司2009年研究開（kāi）發的雙頻兩線製汙水流量計（jì），把降低襯裏和電（diàn）*的粗糙度，完善電*鈍化膜作為提高傳感器信噪比的關鍵技術之一。對襯裏和電*粗糙度（dù）提出了Ra在 0.05～0.15μm範圍的鏡麵要求。這一措施（shī）使得傳（chuán）感（gǎn）器感應信號和傳感器的信噪比提高1倍以上，因（yīn）此在大幅度降（jiàng）低勵磁電流的情況下，兩線製雙（shuāng）頻勵磁汙水流（liú）量計能夠得到與四線製具有同樣優良（liáng）的測量精度。
襯裏和電*加工（gōng）工（gōng）藝方法討論（lùn）
1 襯（chèn）裏
為滿足（zú）測量管粗糙度要求，需要根據流體種類選用優良的襯（chèn）裏材料。對不同的襯裏材料更需要采用優良的加工工（gōng）藝（yì）方法。目前（qián）常用的襯裏材料有：氯丁橡膠、EPDM橡膠、聚氨酯、氟塑料PTFE和PFA。這裏簡述不同襯裏的（de）工藝要點，提（tí）請流量計製造（zào）者參考。
氯丁橡膠適於DN300以上大（dà）口徑傳感器，多用於測量水、汙水、弱酸、弱堿介質流體。一般直接用膠片粘接（jiē）貼附在不鏽鋼導（dǎo）管內壁，通（tōng）過（guò）硫化製成。這種工藝，橡膠襯裏的表麵粗糙度一般比較高，操作時（shí）應特別注意搭接（jiē）縫（féng）處的（de）平整，但相對粗糙度要低。用（yòng）於小（xiǎo）口徑的氯丁橡膠和（hé）EPDM橡膠襯裏，則*好使用模具加壓，貼附在導管內壁然後硫化，降低襯裏表麵粗（cū）糙度取決於模（mó）具芯棒的（de）表麵粗糙（cāo）度和（hé）加壓（yā）及硫化工藝。
當前，國內聚氨酯襯裏多使（shǐ）用的是軟質材料，采用澆灌的工藝辦法，襯裏粗糙度（dù）不僅取決於芯棒模具表麵粗糙度，也會受到澆灌、排氣、加熱、冷（lěng）卻和材料成分（fèn）、比例的影響。國外硬質聚（jù）氨酯多采用聚氨基甲酸乙脂橡膠，其成形的重要工藝（yì）要點是，除去注入過程中卷入（rù）的氣泡、使化學反應（硬化、交聯）得以穩定（dìng）進行；采用離心（xīn）澆注（zhù）的工藝方法：保證原料（liào）在保（bǎo）管時處於幹燥狀態（tài），均勻、順（shùn）滑地對原料（liào）進行混合、攪拌，為除去卷入原料（liào）的氣泡，設定（dìng）適（shì）當導管的旋轉速度，良好地控製原料處理、硬化、交聯的溫度。
要求粗糙度低的襯裏材料應使用氟塑料（liào）。用於配管、罐（guàn）等容器的PTFE氟塑料襯裏，通常（cháng）是（shì）在金屬管內襯入一個（gè）薄壁聚四氟乙烯管，或者是采用將聚（jù）四氟乙烯管（guǎn）插入，然後（hòu）進行粘接的工藝方（fāng）法（fǎ）。這種襯裏主要的缺點是耐負壓不高，受溫度影響（xiǎng）大，粘接往往不可靠。對於汙水流量計，優良的氟塑料襯裏是PFA。PFA主要采用的辦法是（shì）注入熔融樹脂，而後注（zhù）塑（射出注塑法）。采用射出注塑法，屬無接縫一體成形。PFA襯裏的品質具有良好的耐化學藥品性、耐熱性、耐附著性（表麵光潔度）。尤其是在耐化學藥品性、耐熱性方麵，運用獨特的製造技術，可減少內部應力與內在氣（qì）泡，以避（bì）免產生（shēng）裂紋（wén），這樣使流量計用在嚴酷的環境下時，仍（réng）具有很高的可靠性。為（wéi）此，在PFA襯（chèn）裏製造過程中，重要的管理點是對注塑溫度（樹脂粘度、金屬模具溫度）、金屬模具的冷卻控製（zhì）（冷卻（què）時間、溫度（dù））、樹脂的壓力控製。注塑溫度設定要盡可能低，以減少（shǎo）PFA樹脂（zhī）的熱劣化。注塑中，金屬模具的溫度要均（jun1）勻地保持大於（yú）樹脂熔點。由於需要進（jìn）行高精（jīng）度冷（lěng）卻控製，故應在（zài）金屬模具中設置多個冷卻回路，並進（jìn）行相互獨立的冷卻控製操（cāo）作。在進行冷卻控製的同時，還應（yīng）對（duì）樹脂壓力進行控製。
2 電*
電*處理包括拋光和鈍化工藝。拋光有三種方法，機械拋光是不鏽（xiù）鋼拋光的三種拋（pāo）光（即機械拋光，化學拋光和電化學拋光）的*一道工序。接下來兩者（zhě）相（xiàng）結合，如機械拋光—化學（xué）拋光（guāng）或機械拋光—電化學拋光。機械拋光用（yòng）於初級拋光，將電*表麵凹凸的不平度加工到一定的粗糙度（dù），然後再進行化學拋光或電化學拋光。化學拋光和電化學拋光可以（yǐ）除去電*表麵微觀（guān）不平度，從而提高到鏡麵光亮，同時可以完成（chéng）拋光和鈍化（huà）兩道工（gōng）藝（yì）的目的，增加表麵了鉻含量，形（xíng）成良好的鈍化（huà）層。對於毛坯表麵由於存在宏觀不平度（dù），要先用機械拋光方法達到Ra≤0.8µm的粗糙度，再用化學拋光或電化學拋光方法提升到Ra=0.05µm 以上的粗糙度，才能獲（huò）取*後的（de）光亮（liàng）度，鏡麵光澤和良好的鈍化層。
經（jīng）過拋光和鈍化處理（lǐ）的（de）電*能夠形成穩定的鈍化層。但在（zài）儲存、轉（zhuǎn）運（yùn）、裝配時，一定要注意保持表麵鈍（dùn）化層不被破壞。與汙水流量（liàng）計傳感器傳統地、簡單地采用在水中浸泡（有時這種方法需要****時間），自然（rán）形成（chéng）鈍化層生產方式相比，經過拋（pāo）光和鈍化工藝處理的電*，能夠獲得穩定抗腐蝕性能的電*，相當高地提高（gāo）了生產效率（lǜ），是一種（zhǒng）先進的生產工藝。
關於汙水流量計的安裝（zhuāng）規範（fàn）與安裝圖（tú） 關於汙水流量計的工作（zuò）原理及組（zǔ）成部分介紹 汙水流量計（jì）的適用範圍特點及如何選型 汙水流量計公稱通徑與流量（liàng）範圍對照圖 汙水流量計電*與襯裏材料選型對（duì）照表 汙水流（liú）量計的外形（xíng）和安裝尺寸圖示與對照（zhào）表（biǎo） 汙（wū）水流量計的故（gù）障檢（jiǎn）查與分析匯總（zǒng） 分（fèn）體式與一（yī）體式汙水流（liú）量計如何接線圖解 汙水流量計（jì）顯示波動大的（de）原因分析（xī） 關於城市生活汙水與工業廢水的流量設計分（fèn）析 用於測量（liàng）各類汙水處理排水流量計種類以及選型 智能（néng）汙（wū）水處理排（pái）水流量計優缺（quē）點及（jí）產生誤差的原因分析 智（zhì）能汙水管（guǎn）道排水計量表好（hǎo）與壞（huài）有哪7個重要的檢查要領 影響dn250汙水流量計（jì）精度的因素有哪（nǎ）三個方麵 明（míng）渠分體式汙水流量計在供水流量測量中的縮頸變徑運用分析 dn25汙水管道流量計在自控儀表係統中的防幹擾策略（luè） 如何測量dn25汙（wū）水流量（liàng）計電*與所測液（yè）體介質接觸電（diàn）阻（zǔ）值 影響漿液型dn25汙水流量計廠家測量因素及解決（jué）辦法 dn25汙（wū）水專用流量計的特點及與自來水電磁水表的區別 dn250汙水流量計（jì）的結構原理與安裝注（zhù）意事項（xiàng）及（jí）運行維護 一體型管道汙水流（liú）量（liàng）計在熱鉀堿溶液（yè）測量中（zhōng）的安裝（zhuāng）與使用 造紙廠汙水流量計的內（nèi）襯如何選擇及對於內襯的加工（gōng）工藝介紹 造紙（zhǐ）廠汙水排放計量表廠家指導分體式傳感器檢定校準方法 造紙廠汙水排放計量表監測數據有效性判別技術（shù）研究 關於國產紡（fǎng）織汙水流量計價格產業如何（hé）提升研發短板的思路 紡織汙水流（liú）量計價格在安裝與使用過程中不（bú）當操作（zuò）導致的 正確處理紡織汙水流量計測（cè）量過程中（zhōng）液體均（jun1）勻混（hún）合問（wèn） dn65汙水流（liú）量計勵磁係統硬件研製 智能型電磁汙水流量計和超聲流量計（jì）在汙水處（chù）理廠的應用 關於幾種常用的生活汙水流量計（jì）價格的性能比較
流體噪聲的高低與（yǔ）襯裏和電*表麵的粗糙度有關。無論對漿液（yè）噪（zào）聲、流動噪聲和流速高端噪聲這種關係都很密切。
很明顯，粗糙的襯裏和電*表（biǎo）麵會加大對流體的摩擦力，容易引起流體（tǐ）中離子分離的（de）加（jiā）劇，給（gěi）流動噪聲（shēng）產生創造條件。光滑的襯裏和（hé）電*表麵能夠讓流體順滑流（liú）過，減小流體與襯裏和電*的摩擦力，因此離子分離的機會將大大減少，流動噪聲也將減小。可以想象流體流動速度加（jiā）快，襯裏和電*對流體的摩擦力（lì）也（yě）會加大（dà），流體中離子分（fèn）離同樣會加劇。再加上流體流（liú）速的加快，感應電勢增大，電場對離子運動的作用（yòng）力增大，因此流（liú）動噪聲要增大。所以，在有流動噪聲的情況下流量計使用流速不宜過高。
參考文獻曾經討（tǎo）論過高雷諾數（即高流速）下汙（wū）水流量計測量管粗糙度對（duì）測（cè）量的影響，圖5所示出不同襯裏（lǐ）材料（主要表麵粗糙度不（bú）同）的誤差差別（bié）。可以看出，橫（héng）河加（jiā）不鏽鋼網的PFA襯裏由於粗糙度（dù）*低，剛度好，試驗條件下未出現高端流速噪聲形成誤差；橡膠襯裏的粗糙度*高，出現高端流速（sù）噪聲誤差組（zǔ）*早；聚氨酯襯裏盡管出現高端流速噪聲晚一些，但由於其強度不高，產生的誤差幅度*大。這說明襯（chèn）裏和電*粗糙度是（shì）產生高端流（liú）速噪聲的重要原因。
對於漿液（yè）噪聲，由於電*表麵覆（fù）蓋的一（yī）層鈍化膜僅有約1nm厚，如果電（diàn）*本身粗糙度較高，表（biǎo）麵高低不（bú）平，鈍化膜就很難達到致密和厚薄均勻，這將對膜的穩定性受到影響，進而也會影響到膜的保（bǎo）持和（hé）修複。流體和電*的（de）電化學反應就會（huì）不斷進（jìn）行，就難以做到穩定（dìng）的測量漿液流體（tǐ）。也就是說，電*表麵的粗糙度高低（dī），也（yě）直接影響到漿液噪聲的產生與消除（chú）。
汙水流（liú）量計生產廠商E+H公司的流量測（cè）量手冊一（yī）書，它是用於食品工業生產過程流（liú）量測（cè）量用（yòng）PTFE或PFA氟塑（sù）料襯裏電 磁流量計的剖視圖。由於（yú）食品的電導率一般較低而且粘度較高，測量時出（chū）現流動噪聲的可能性很高。可以看到，E+H公司的襯裏和電*粗（cū）糙度要求為Ra0.3，入口和出口連接金屬管的粗糙度要（yào）求為Ra0.8。Ra0.3和Ra0.8分別表示絕（jué）對粗糙（cāo）度的平均高度為0.3μm和0.8μm。Ra0.3已經（jīng）是由機械研（yán）磨或電解拋光到達的鏡麵粗糙（cāo）度等級。這裏，金屬管起接液環作用，用來把測（cè）量流體電連接為信號的基準參（cān）考電位。接液環（接液電*或流（liú）量計上、下遊連接金屬管道）如（rú）同電*，同樣（yàng）受到被測流體的電化學作用（yòng）產生流體噪聲，所以（yǐ）也需要受到高度重視，減小粗糙度高度。
日本橫河公司2009年研究開（kāi）發的雙頻兩線製汙水流量計（jì），把降低襯裏和電（diàn）*的粗糙度，完善電*鈍化膜作為提高傳感器信噪比的關鍵技術之一。對襯裏和電*粗糙度（dù）提出了Ra在 0.05～0.15μm範圍的鏡麵要求。這一措施（shī）使得傳（chuán）感（gǎn）器感應信號和傳感器的信噪比提高1倍以上，因（yīn）此在大幅度降（jiàng）低勵磁電流的情況下，兩線製雙（shuāng）頻勵磁汙水流（liú）量計能夠得到與四線製具有同樣優良（liáng）的測量精度。
襯裏和電*加工（gōng）工（gōng）藝方法討論（lùn）
1 襯（chèn）裏
為滿足（zú）測量管粗糙度要求，需要根據流體種類選用優良的襯（chèn）裏材料。對不同的襯裏材料更需要采用優良的加工工（gōng）藝（yì）方法。目前（qián）常用的襯裏材料有：氯丁橡膠、EPDM橡膠、聚氨酯、氟塑料PTFE和PFA。這裏簡述不同襯裏的（de）工藝要點，提（tí）請流量計製造（zào）者參考。
氯丁橡膠適於DN300以上大（dà）口徑傳感器，多用於測量水、汙水、弱酸、弱堿介質流體。一般直接用膠片粘接（jiē）貼附在不鏽鋼導（dǎo）管內壁，通（tōng）過（guò）硫化製成。這種工藝，橡膠襯裏的表麵粗糙度一般比較高，操作時（shí）應特別注意搭接（jiē）縫（féng）處的（de）平整，但相對粗糙度要低。用（yòng）於小（xiǎo）口徑的氯丁橡膠和（hé）EPDM橡膠襯裏，則*好使用模具加壓，貼附在導管內壁然後硫化，降低襯裏表麵粗（cū）糙度取決於模（mó）具芯棒的（de）表麵粗糙（cāo）度和（hé）加壓（yā）及硫化工藝。
當前，國內聚氨酯襯裏多使（shǐ）用的是軟質材料，采用澆灌的工藝辦法，襯裏粗糙度（dù）不僅取決於芯棒模具表麵粗糙度，也會受到澆灌、排氣、加熱、冷（lěng）卻和材料成分（fèn）、比例的影響。國外硬質聚（jù）氨酯多采用聚氨基甲酸乙脂橡膠，其成形的重要工藝（yì）要點是，除去注入過程中卷入（rù）的氣泡、使化學反應（硬化、交聯）得以穩定（dìng）進行；采用離心（xīn）澆注（zhù）的工藝方法：保證原料（liào）在保（bǎo）管時處於幹燥狀態（tài），均勻、順（shùn）滑地對原料（liào）進行混合、攪拌，為除去卷入原料（liào）的氣泡，設定（dìng）適（shì）當導管的旋轉速度，良好地控製原料處理、硬化、交聯的溫度。
要求粗糙度低的襯裏材料應使用氟塑料（liào）。用於配管、罐（guàn）等容器的PTFE氟塑料襯裏，通常（cháng）是（shì）在金屬管內襯入一個（gè）薄壁聚四氟乙烯管，或者是采用將聚（jù）四氟乙烯管（guǎn）插入，然後（hòu）進行粘接的工藝方（fāng）法（fǎ）。這種襯裏主要的缺點是耐負壓不高，受溫度影響（xiǎng）大，粘接往往不可靠。對於汙水流量計，優良的氟塑料襯裏是PFA。PFA主要采用的辦法是（shì）注入熔融樹脂，而後注（zhù）塑（射出注塑法）。采用射出注塑法，屬無接縫一體成形。PFA襯裏的品質具有良好的耐化學藥品性、耐熱性、耐附著性（表麵光潔度）。尤其是在耐化學藥品性、耐熱性方麵，運用獨特的製造技術，可減少內部應力與內在氣（qì）泡，以避（bì）免產生（shēng）裂紋（wén），這樣使流量計用在嚴酷的環境下時，仍（réng）具有很高的可靠性。為（wéi）此，在PFA襯（chèn）裏製造過程中，重要的管理點是對注塑溫度（樹脂粘度、金屬模具溫度）、金屬模具的冷卻控製（zhì）（冷卻（què）時間、溫度（dù））、樹脂的壓力控製。注塑溫度設定要盡可能低，以減少（shǎo）PFA樹脂（zhī）的熱劣化。注塑中，金屬模具的溫度要均（jun1）勻地保持大於（yú）樹脂熔點。由於需要進（jìn）行高精（jīng）度冷（lěng）卻控製，故應在（zài）金屬模具中設置多個冷卻回路，並進（jìn）行相互獨立的冷卻控製操（cāo）作。在進行冷卻控製的同時，還應（yīng）對（duì）樹脂壓力進行控製。
2 電*
電*處理包括拋光和鈍化工藝。拋光有三種方法，機械拋光是不鏽（xiù）鋼拋光的三種拋（pāo）光（即機械拋光，化學拋光和電化學拋光）的*一道工序。接下來兩者（zhě）相（xiàng）結合，如機械拋光—化學（xué）拋光（guāng）或機械拋光—電化學拋光。機械拋光用（yòng）於初級拋光，將電*表麵凹凸的不平度加工到一定的粗糙度（dù），然後再進行化學拋光或電化學拋光。化學拋光和電化學拋光可以（yǐ）除去電*表麵微觀（guān）不平度，從而提高到鏡麵光亮，同時可以完成（chéng）拋光和鈍化（huà）兩道工（gōng）藝（yì）的目的，增加表麵了鉻含量，形（xíng）成良好的鈍化（huà）層。對於毛坯表麵由於存在宏觀不平度（dù），要先用機械拋光方法達到Ra≤0.8µm的粗糙度，再用化學拋光或電化學拋光方法提升到Ra=0.05µm 以上的粗糙度，才能獲（huò）取*後的（de）光亮（liàng）度，鏡麵光澤和良好的鈍化層。
經（jīng）過拋光和鈍化處理（lǐ）的（de）電*能夠形成穩定的鈍化層。但在（zài）儲存、轉（zhuǎn）運（yùn）、裝配時，一定要注意保持表麵鈍（dùn）化層不被破壞。與汙水流量（liàng）計傳感器傳統地、簡單地采用在水中浸泡（有時這種方法需要****時間），自然（rán）形成（chéng）鈍化層生產方式相比，經過拋（pāo）光和鈍化工藝處理的電*，能夠獲得穩定抗腐蝕性能的電*，相當高地提高（gāo）了生產效率（lǜ），是一種（zhǒng）先進的生產工藝。
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