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          孔板流量計為浮游菌采樣器流量測量裝置的設計

          作者: 來源: 發布時間:2018-08-17 10:58:26

              摘要:基于微型孔板流量計原理設計的浮游菌采樣器流量測量裝置,具有壓損低,流量測量穩定性好,精度高。帶溫度、大氣壓補償功能,通過調整流量校正系數修正至標準流量,校準方便。
          0、引言:
              浮游菌采樣器是用來測量空氣中浮游微生物的儀器。儀器通過吸氣裝置將空氣通過多孔采樣頭或狹縫吸入,撞擊到培養皿上,空氣中的微生物即被“捕獲”到瓊脂培養基上。再將培養基在微生物培養箱內培養,通過計數即可得出空氣中微生物含量。儀器可廣泛應用于制藥工業、食品工業、飲料自來水、藥檢所、衛生防疫、醫院、公共場所等有關行業和部門。
              浮游菌采樣器作為一種成熟的儀器已經在企業、實驗室廣泛使用。隨著我國國民經濟的持續發展和經濟結構深化轉型,在暖通空調、凈化技術等行業與國外的差距逐漸縮小,特別在潔凈、微生物監測、測量方面,以蘇州、吳江地區的潔凈產品相關企業發展迅速。然而這些企業雖然能生產浮游菌采樣器,但是他們用來檢測流量的標準裝置要么是購買從國外進口的設備,價格高,且由于標準裝置采用葉輪風速儀的原理會因為使用環境差導致流量值逐漸偏低,而返回國外調整,周期長,費用高。要么自己制造的簡陋的設備,精度低穩定性差,生產的產品經常被檢出不合格而退貨。為更好的推動企業技術革新進程中的質量控制問題,降低企業檢測成本,研發低成本的浮游菌采樣器的流量測量裝置具有重大現實意義。

          1、浮游菌采樣器流量測量裝置的原理:
              浮游菌采樣器流量測量裝置(以下簡稱測量裝置)是基于微型孔板流量計原理設計的。孔板差壓式流量計一類歷史悠久、用量zui大的流量計,以節流裝置作為檢測件的差壓式流量計則是其中zui廣泛應用的一類流量計。我們稱之為節流差壓式流量計,他的應用范圍之廣至今尚無任何一類流量計可與之相比。所有的單相流體,包括液、氣、蒸汽等皆可測量。部分混合相流體,如氣固、氣液、液固等亦可應用,一般工業生產中管徑、工作狀態(溫度、壓力)皆可測量,標準節流裝置(如孔板、噴嘴)是全世界通用的,并得到國際計量組織認可(ISO05167)。
            考慮到理論計算與實際測量存在的差異,按照浮游菌采樣器的采樣條件,為保證流量測量精度,按照流量(20一100) IJmin,   (100一500) I}min}  (500一1000) L/min 3段,分別預設校正系數為K,、吸、長    式中:K為流量校正系數,按照(20一loo)L/min,  (100一500) L/min,   (500一1000)L/min分別為K, ,暇、長,數值無需計算,可以通過在流量標準裝置上比對得出。

          計算公式

          2、測量裝置的設計:
              測量裝置的設計,主要依據GB/T 2624.2-2006/ISO 5167-2:2003((用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量第2部分:孔板》,取壓口按照D,D/2設計,測量裝置的長度符合標準設計要求。該裝置主要由空氣均流網、流量測量段、孔板、流量顯示單元組成。

          圖1測量裝置結構圖
          圖1測量裝置結構圖

              量程:(-5一125 ) Pa;輸出電壓:( 0.2s-4.0 )VDC;分辨率:0.05Pa;精度:0.2% FS。經過完全標定,線性補償和溫度補償,無零漂,無偏移和滯后現象。對沖擊不敏感,低功耗,良好的長期穩定性,對微小差壓也可精確測量。差壓傳感器量程為(-:5一125)Pa可以滿足在(20一1000)L/min范圍內流量測量需求。
              溫濕度及大氣壓測量要求不高,一般國產的傳感器均能滿足測量要求。
          3、測量裝置的調試、標定“
              利用本單位現有的氣體流量標準裝置,流量范圍(8.3一33000) L/min,準確度等級0.25級,對測量裝置進行標定。預設K , KZ. K3校正系數分別為1.000。其測量結果如下:

          圖表
           

            以上結果可以滿足浮游菌采樣器的采樣流量校準。

          4、與國外同類項產品比較:
              當前市場上用于浮游菌采樣器流量校準的標準器主要是由三暢儀表生產的DA-100NT流量校驗儀(圖3),該儀器內部有一個葉輪風速儀,通過測量氣流速度根據其內部截面積計算流量,同時測量環境的溫度和大氣壓。通過這兩個參數的修正得到標準條件下的流量。儀器測量范圍為(90一110)L/min,精度士1%,只能對100L/min的浮游菌采樣器進行校準,而我國市場上面,浮游菌采樣器主要有28.3L/min, 50L/min,  100L/mina種型號,對于另外2種型號.進口流量校驗儀無能為力。

           流量校驗儀
           流量校驗儀

              由于該流量校驗儀采用的葉輪風速的原理,儀器的測量精度會因為葉輪軸承磨損等原因降低,本單位有2臺該型號儀器,在年初時候測量值為100L/min,年末時候再檢測只有97.SL/min左右。一般2年左右需要回瑞士重新調整,時間在3個月左右,非常麻煩。而基于微型孔板流量計原理的測量裝置一般當地的計量機構均可進行校淮,只需要按照校準結果重新設定長、Kz.凡即可滿足使用要求。
              結果表明:測量裝置測量進口浮游菌采樣器時,其測量結果與進口的流量校驗儀數據基本一致;當測量國產浮游菌采樣器時其測量結果比進口的流量校驗儀的數據略高。
              經分析:進口浮游菌采樣器一般帶有流量傳感器,當檢測到流量變化時,儀器會自動調整采樣流量。國產儀器一般不帶流量傳感器,檢測時因為流量計的阻力因素,流量會略微降低,由于測量裝置的阻力低于三暢儀表DA-1 OONT的流量校驗儀,故測量值比三暢儀表的流量校驗儀略高。
          5、結論:
              基于微型孔板流量計原理的浮游菌采樣器流量測量裝置的測量范圍及精度均能滿足市場上現有浮游菌采樣器的校準,相對于進口浮游菌采樣器流量校驗儀,該裝置具有壓力損失低、測量范圍大、調試方便,適合我國國情。為今后的浮游菌采樣器的產品標準的制定及產品的升級換代提供了良好的技術支持。

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