德國(guó)VSEVHM02-1流量計(jì)技術(shù)資料同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng)：  考慮到容積式流量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,安裝維護(hù)和校準(zhǔn)不方便,有必要在滿足精度和抗震.性能要求的前提下,采用安裝和維護(hù)方便的其他形式流量測(cè)量?jī)x表。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)已在氣體流量測(cè)量領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用,具有無可動(dòng)部件、壓損小及量程比寬等特點(diǎn),例如在核電廠的通風(fēng)系統(tǒng)中,已成功地替代皮托管成為重要的測(cè)量方式。但在液位流量測(cè)量領(lǐng)域,熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用仍具有局限性。   由式(2)可知,熱絲的熱散失率與流體的熱導(dǎo)率、比熱容、流速和密度有關(guān)。相對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣來說,水是-種具有較大比熱容、較大密度和熱導(dǎo)率的介質(zhì)。在相同的流速下,水帶走的熱量遠(yuǎn)大于空氣,對(duì)于以恒定功率加熱熱端鉑電阻的恒功率型熱式質(zhì)量流量計(jì),為了適應(yīng)水流量的測(cè)量,加熱電路會(huì)采用比較高的加熱功率為熱端鉑電阻進(jìn)行加熱;對(duì)于恒溫差型的熱式質(zhì)量流量計(jì),為了維持兩個(gè)鉑電阻之間恒定的溫差,加熱電路同樣會(huì)處于比較高的加熱功率狀態(tài)下,且加熱功率將隨水流量的增大而增大。因而,無論是恒功率型還是恒溫差型,加熱功率的提高會(huì)對(duì)流量計(jì)的安全性和壽命有很大的影響,也使其應(yīng)用環(huán)境造成一定的局限性。而恒比率式流量計(jì)由于通過調(diào)節(jié)施加在熱端熱電阻上的加熱電流,使熱端熱電阻的阻值與冷端熱電阻的阻值成一恒定比率,因而同恒溫差式流量計(jì)相比,在測(cè)量相同流速流體的情況下,恒比率式流量計(jì)熱端鉑電阻的加熱電流要小于恒溫差式,因而其加熱功率不會(huì)過高而產(chǎn)生儀表安全性和使用壽命方面的不利影響。對(duì)于主泵第三級(jí)密封泄漏流這種微小流量的測(cè)量,相對(duì)于恒功率式和恒溫差式,恒比率式熱式質(zhì)量流量計(jì)具有更好的應(yīng)用價(jià)值，然而對(duì)于較大液體流量的測(cè)量則并不適用。恒比率式流量計(jì)的熱端鉑電阻加熱電流Ih與介質(zhì)質(zhì)量流量m的關(guān)系為: 式中Ap-一流體流經(jīng)管道的截面積; As一傳感器參與熱交換部分的表面積; C1、C2一通過校準(zhǔn)確定的常數(shù); d一熱電阻傳感器直徑; k一流體熱導(dǎo)率; Ls一傳感器損耗能量的因數(shù); n一校準(zhǔn)過程中通過回歸確定的指數(shù); Pr一流體的普朗特?cái)?shù); Rc一冷端鉑電阻阻值; Rco一冷端鉑電阻在0℃時(shí)的阻值; RH一熱端鉑電阻阻值; RH0一熱端鉑電阻在0C時(shí)的阻值;, r一恒比率參數(shù)(自加熱系數(shù)),r= a一鉑電阻的參數(shù)。 1.基本性能   熱式質(zhì)量流量計(jì)作為一種直接測(cè)量質(zhì)量流量的智能型流量?jī)x表,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、數(shù)字化程度高及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。熱式質(zhì)量流量計(jì)的.測(cè)量精度一般約為±1%,重復(fù)性為±0.2%;量程比寬可達(dá)100:1,最高可達(dá)1000:1;在-40~60℃的環(huán)境溫度下可正常工作;可耐受3MPa或更高的管道壓力;允許介質(zhì)工作溫度-70~400℃;允許被測(cè)液體的流速為0~4m/s;支持HART協(xié)議。另外，具有壓損小、直管段要求低和允許動(dòng)態(tài)修正的特點(diǎn)，其響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),未采用特殊設(shè)計(jì)時(shí)可達(dá)幾秒。熱式質(zhì)量流量計(jì)具有一體式和分體式兩種.結(jié)構(gòu)，在累積輻照劑量較大區(qū)域，可采用分體式流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，信號(hào)處理部分布置于累積輻照劑量較小區(qū)域。   主泵第三級(jí)密封泄漏流正常工況下在5L/h左右,達(dá)到50L/h時(shí)報(bào)警,不用于過程控制。在電廠正常運(yùn)行工況下，測(cè)點(diǎn)所在區(qū)域的環(huán)境溫度約為50℃以下,工作壓力小于0.6MPa,工作溫度小于100℃，要求測(cè)量范圍的量程比約為30:1,屬于非1E級(jí)測(cè)點(diǎn)。因此,就測(cè)量要求而言，熱式質(zhì)量流量計(jì)適用于主泵第三級(jí)密封泄漏流量的測(cè)量。 2.抗震性能   由于主泵第三級(jí)密封泄漏流測(cè)點(diǎn)位于安全殼內(nèi),周圍存在1E級(jí)儀表和核級(jí)管道,盡管測(cè)點(diǎn)本身不需要在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件工況下執(zhí)行功能,但不應(yīng)對(duì)其他需要執(zhí)行功能的設(shè)備或儀表造成損害，因而用于該測(cè)點(diǎn)的儀表應(yīng)滿足抗震要求，在SSE地震載荷下,滿足結(jié)構(gòu)完整性的要求,避免放射性物質(zhì)經(jīng)儀表破口向環(huán)境釋放以及對(duì)周圍1E級(jí)儀表和核級(jí)設(shè)備產(chǎn)生潛在危害。   熱式質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,除進(jìn)行抗震試驗(yàn)外,抗震分析亦可用于分析其抗震性能。在抗震分析中,需要重點(diǎn)對(duì)薄弱部位進(jìn)行應(yīng)力分析,通常包括傳感器與管道相交的節(jié)點(diǎn)處、螺紋連接處及法蘭連接處等位置。   對(duì)某一型號(hào)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行抗震分析,取三向峰值加速度為6g。通過應(yīng)力分析表明,流量計(jì)的第一-階自振頻率大于33Hz,在地震載荷作用下,薄弱部位的計(jì)算應(yīng)力值均小于規(guī)定的應(yīng)力限值,從而認(rèn)為其在SSE地震載荷下,結(jié)構(gòu)完整性可以得到保證。 3.耐輻照性能   因主泵第三級(jí)密封泄漏流測(cè)點(diǎn)位于安全殼內(nèi),在電廠正常運(yùn)行工況下,探頭所處的環(huán)境具有一定的電離輻射存在。因而,用于該測(cè)點(diǎn)的儀表應(yīng)能經(jīng)受--定的累積輻照劑量而測(cè)量結(jié)果仍在要求的測(cè)量精度范圍內(nèi)。目前,對(duì)于儀表的耐輻照性能，主要采用試驗(yàn)法進(jìn)行驗(yàn)證。   對(duì)某一型號(hào)分體式熱式質(zhì)量流量計(jì)探頭進(jìn)行耐輻照試驗(yàn),輻射源采用鈷-60,試驗(yàn)時(shí)間持續(xù)40h以上，累積輻照劑量約2x104Gy,輻照后進(jìn)行功能試驗(yàn),流量計(jì)的輸出維持在測(cè)量精度范圍內(nèi)，表明該型流量計(jì)可以經(jīng)受若干年的累積輻照劑量而不損壞。 4.安裝   為便于安裝和維護(hù)，流量計(jì)可采用法蘭-法蘭連接的形式。在一般情況下,為了滿足測(cè)量精度,熱式質(zhì)量流量計(jì)對(duì)于前后直管段的要求較高,部分型號(hào)的流量計(jì)要求的直管段長(zhǎng)度可達(dá)到前15D、后5D以上。但由于流量計(jì)允許動(dòng)態(tài)修正，經(jīng)過標(biāo)定和修正后,可降低熱式質(zhì)量流量計(jì)的前后直管段要求。對(duì)于主泵第三級(jí)密封泄漏流的測(cè)量，熱式質(zhì)量流量計(jì)可滿足安裝和維護(hù)要求。  管道式大口徑流量計(jì)的在線校準(zhǔn)方法，一般為標(biāo)準(zhǔn)表比對(duì)法、利用蓄水池作為測(cè)量容器的液位落差法和檢測(cè)電氣參數(shù)法，比如CJ/T364-2011《管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》中，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)表比對(duì)法和電氣參數(shù)檢測(cè)法。在不得已情況下采用驗(yàn)證方法，如經(jīng)常采用的物料平衡法、熱量平衡法、設(shè)備能力法、流量增量驗(yàn)證法等。近年來發(fā)展起來的非實(shí)流法校準(zhǔn)液體超聲流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法，主要是通過測(cè)量聲速來實(shí)現(xiàn)液體超聲流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，適用特大口徑的流量計(jì),如國(guó)家頒布實(shí)施的JJF1358--2012《非實(shí)流法校準(zhǔn)DN1000~DN15000液體超聲流量計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》。  本文在線校準(zhǔn)試驗(yàn)采用1.0級(jí)夾裝式時(shí)差法.超聲流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表，被測(cè)流量計(jì)是管道大口徑電磁流量計(jì)，校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)間為20~30min。在線校準(zhǔn)方法參照J(rèn)JG1033--2007《電磁流量計(jì)檢定規(guī)程》和CJ/T364-2011《管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》。2012年、2013年的部分試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，其余約60臺(tái)電磁流量計(jì)的試驗(yàn)結(jié)果以計(jì)量誤差分布圖給出，如圖1所示。  從表2和圖1中可以看出，其計(jì)量誤差大部分在±5%左右，但有的誤差甚至超過±10%，最大的計(jì)量誤差接近±20%。究其原因，除流量計(jì)選型有誤(實(shí)際管道流速在電磁流量計(jì)規(guī)定流速的下限附近或以下)，安裝不規(guī)范.(如閥門件擾流等)，直管段不足和存在非滿管流等缺陷需要進(jìn)行改造外，還有現(xiàn)場(chǎng)在線校準(zhǔn).時(shí)諸多因素的影響。在電磁流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備和PC機(jī)通信的過程中,由地址幀、命令幀、數(shù)據(jù)幀、校驗(yàn)和可組成各種功能不同的報(bào)文.由于采用主從工作方式來實(shí)現(xiàn)通信,電磁流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備僅能接收并執(zhí)行PC機(jī)發(fā)送來的控制命令,而不能發(fā)送命令給PC機(jī).因此,由PC機(jī)發(fā)往流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備的報(bào)文一般包括一個(gè)地址幀,一個(gè)命令幀,若干個(gè)數(shù)據(jù)幀和一個(gè)校驗(yàn)和,其報(bào)文格式如圖4.5a所示：而由流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)往PC機(jī)的報(bào)文一般包括一個(gè)地址幀,若干個(gè)數(shù)據(jù)幀和一個(gè)校驗(yàn)和,其報(bào)文格式如圖4.5b所示.　　由于RS-485電氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每段只能聯(lián)結(jié)32個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備,因此可用地址幀中的5位表示這32個(gè)地址,其余3位用來表示命令,從而構(gòu)成地址命令幀.對(duì)于控制命令需求不超過八個(gè)的通信系統(tǒng),采用地址命令幀可壓縮報(bào)文長(zhǎng)度提高通信效率.電磁流量計(jì)和PC機(jī)通信的主要目的是將流量計(jì)采集到的數(shù)據(jù)讀到PC機(jī)中.這些數(shù)據(jù)包括：總累積流量、正向累積流量、反向累積流量、瞬時(shí)流量.通信時(shí),PC機(jī)只需向電磁流量計(jì)發(fā)送讀總累積流量、讀正向累積流量、讀反向累積流量、讀瞬時(shí)流量命令即可,因此二者間通信所用的地址幀和命令幀可合二為一,用一個(gè)地址命令幀代替.PC機(jī)和電磁流量計(jì)間的地址命令幀定義如圖4.6所示.二者通信所使用的報(bào)文可簡(jiǎn)化為圖4.7的格式.金屬管浮子流量計(jì)常見故障及處理方法1.指針抖動(dòng)　　輕微抖動(dòng)，-般都是由于流體流動(dòng)自然引起的，不影響正常使用，可以在儀表的設(shè)置中適當(dāng)?shù)募哟笞枘釁?shù)。劇烈抖動(dòng)，一般是介質(zhì)波動(dòng)，脈動(dòng)引起，還有一種原因是安裝不正確，安裝工況不符合流量計(jì)的要求，超過流量計(jì)的可測(cè)量量程。2.指針不動(dòng)　　一般是浮子卡死，不能隨著流體流動(dòng)而上下移動(dòng)。我廠的多臺(tái)金屬管浮子流量計(jì)均出現(xiàn)過這種現(xiàn)象，通過拆檢，發(fā)現(xiàn)是浮子卡死引起的。進(jìn)一步分析原因?yàn)椋∽拥膶?dǎo)向軸由于長(zhǎng)年磨碎形成凹槽，導(dǎo)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與D形固定環(huán)卡住，導(dǎo)致浮子不能移動(dòng)。我們的處理方法是將D形孔擴(kuò)成圓形孔使得浮子能上下移動(dòng)，使得儀表在不更換的情況下回復(fù)運(yùn)行。還有-種原因是浮子.上的磁鋼吸附介質(zhì)中的鐵磁性物質(zhì)，8積月累，形成水垢狀結(jié)合體，導(dǎo)致浮子移動(dòng)不靈活甚至不能移動(dòng)。這種情況是加裝過濾裝置，及時(shí)清理，定期維護(hù)方能正常使用。3.流量計(jì)沒有顯示　　可能是電源接觸不良或接線脫落，查看電源供應(yīng)是否正常，接線是不是緊固，正負(fù)極是不是接反等。還有就是流量計(jì)內(nèi)部電路損壞，顯示組件損壞，處理方法是更換電路板顯示部件等。4.實(shí)際流量與指示流量不一致　　一般是浮子受介質(zhì)腐蝕造成浮子的質(zhì)量體積等發(fā)生變化，造成儀表系數(shù)與出廠標(biāo)定的數(shù)值不一樣，所以顯示的流量與實(shí)際相測(cè)得的的流量存在誤差。還有就是錐管內(nèi)直徑尺寸變化，與浮子變化一樣，都是改變了儀表的系數(shù)，與出廠標(biāo)定的數(shù)值不一樣等。解決辦法是更換成耐腐材料，或者重新標(biāo)定，或者換新的浮子。如果還不能解決，那只能更換流量計(jì)了。浮子、椎管附著水垢污臟等異物層，那么就要對(duì)內(nèi)部進(jìn)行清洗蒸汽吹掃，還要防止損傷椎管內(nèi)表面和浮子，保持浮子原有光潔度。還有就是流體本身發(fā)生變化，與原來的密度相比發(fā)生變化，不能準(zhǔn)確測(cè)的流量。那么使用時(shí)只能修改內(nèi)部參數(shù)使得適應(yīng)新流體的密度等特性。氣體、蒸汽、壓縮性流體溫度壓力變化，那么溫度壓力等運(yùn)行條件變化對(duì)流量測(cè)量值影響頗為靈敏，按新條件作換算修正。流體脈沖，氣體壓力急劇變化，指示值波動(dòng)，那么雖然浮子偶發(fā)跳動(dòng)影響不大，但周期性振蕩，管道系統(tǒng)必須設(shè)置緩沖裝置，或者改用有阻尼的儀表。液體中混入氣泡，氣體中混入液滴，那么混入物改變密度等影響，做必要改進(jìn)排除之。用于液體時(shí)儀表內(nèi)部死角存留氣體，影響浮子部件浮力，那么對(duì)小流量?jī)x表及運(yùn)行在低流量時(shí)影響顯著,排除氣體。5.指針指示呆遲　　浮子和導(dǎo)向軸間有微粒等異物或?qū)蜉S彎曲等原因卡住，解決方法是拆卸檢查，清洗，鏟除異物，校直導(dǎo)向軸等。導(dǎo)向軸彎曲的原因大多是閥門快速啟閉，浮子急劇升降沖擊所致。磁耦合浮子組件磁鐵四周附著鐵粉或顆粒，解決辦法是拆卸清洗使之運(yùn)行自如，不卡頓。運(yùn)行初期利用旁路管，充分沖洗管道。為防止長(zhǎng)期使用時(shí)管道可能產(chǎn)生鐵銹，可在金屬管浮子流量計(jì)前裝設(shè)過濾器。指示部分連桿或者指針卡住，解決辦法是手動(dòng)試磁鐵耦合連接的運(yùn)動(dòng)連桿，有卡頓阻尼部位調(diào)整之。檢查旋轉(zhuǎn)軸與軸承間是否有異物阻礙運(yùn)動(dòng)，解決辦法是清除義務(wù)或更換零件。磁耦合的磁鐵磁性下降，解決辦法是拆卸下儀表，用手.上下移動(dòng)浮子，確認(rèn)指示部分指針等平穩(wěn)地跟隨移動(dòng);不跟隨或者跟隨不穩(wěn)定則換新零件。  很多天然氣用氣小戶,其用氣特點(diǎn)為:瞬時(shí)流量較小或流量波動(dòng)幅度較大.旋進(jìn)漩渦流量計(jì)可作為用氣小戶交接計(jì)量的首選。下面是直接影響旋進(jìn)漩渦流量計(jì)準(zhǔn)確度的常見因素:(1)旋進(jìn)漩渦流量計(jì)是通過測(cè)量漩渦頻率來計(jì)量流量的，流量計(jì)前有節(jié)流件。節(jié)流件會(huì)對(duì)氣流產(chǎn)生擾動(dòng)，比如流量計(jì)前安裝調(diào)壓閥致使計(jì)量值波動(dòng)較大，將調(diào)節(jié)閥裝到流量計(jì)后面后,流量就平穩(wěn)很多。(2)用旋進(jìn)旋渦流量計(jì)計(jì)量氣井氣或油井伴生氣這些未經(jīng)處理的天然氣時(shí)，由于氣中帶液較多，對(duì)傳感器的沖擊腐蝕作用較強(qiáng),容易造成損壞或磨損.另操作不當(dāng)還會(huì)造成部件損壞,比如開關(guān)閥門過猛，,打壞旋渦發(fā)生體等。(3)應(yīng)安裝適合流量范圍的流量計(jì)以滿足上限流量和下限流量的使用。對(duì)有條件的用戶可裝大.小口徑兩臺(tái)流量計(jì),隨供氣大小倒換使用。(4)計(jì)量不準(zhǔn).難以發(fā)現(xiàn)。由于旋進(jìn)漩渦流量計(jì)不像孔板流量計(jì)那樣，各個(gè)測(cè)量部件都可以通過檢查判斷故障，旋進(jìn)漩渦流量計(jì)在一體化設(shè)計(jì)、維護(hù)量低的優(yōu)勢(shì)下同時(shí)存在故障難以判斷的弊端。在不知道用戶具體用氣量.流量計(jì)上壓力、溫度顯示正確的情況下，很難判斷流量計(jì)上所顯示氣量的準(zhǔn)確性,只能到檢定部門用標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行檢測(cè)判斷。有廠曾出現(xiàn)流量計(jì)已經(jīng)不準(zhǔn)而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況，這種情況很容易產(chǎn)生計(jì)量糾紛。電磁流量計(jì)的特點(diǎn)  電磁流量計(jì)的原理決定了其具備如下特點(diǎn):1.傳感器內(nèi)既沒有葉輪，也沒有旋渦發(fā)生體和探頭，因而也就從根本.上避免了回收水中的雜物、泥沙等對(duì)葉輪的纏、卡及對(duì)旋渦發(fā)生體和探頭的包圍等因素造成的計(jì)量不準(zhǔn)或計(jì)量停止的現(xiàn)象。2.測(cè)量不受被測(cè)液體的密度、粘度、溫度、壓力和導(dǎo)電率變化的影響,.所以特別適用于尾礦回收水這種泥沙濃度隨回收水t多少而變化的液體的測(cè)量。3.傳感器電極結(jié)構(gòu)多樣化，可根據(jù)不同的應(yīng)用條件選擇叮拆卸式、固定式和刮刀式電極，特別是刮刀式電極，可在不停被測(cè)介質(zhì)的情況下對(duì)電極進(jìn)行清理，應(yīng)用起來非常方便.4.安裝方便，可水平、垂直或傾斜任意角度安裝，對(duì)下游直管段要求較低，且襯里和電極有多種材料可供選擇，所以有耐腐蝕和耐磨等特點(diǎn)。5.儀表采用了:態(tài)方波勵(lì)磁技術(shù)，先進(jìn)的小信號(hào)處理技術(shù)和軟件技術(shù)，抗干擾性能強(qiáng)，精度穩(wěn)定可靠。6.儀表不能測(cè)址氣體、油品、有機(jī)溶劑等不導(dǎo)電介質(zhì)。電磁流量計(jì)應(yīng)用與效果我們?cè)诎惭b使用過程中,除了滿足常規(guī)的要求外,著重強(qiáng)調(diào)了如下幾點(diǎn):1.選擇的安裝地點(diǎn)保證了電磁流量計(jì)在計(jì)量時(shí)傳感器內(nèi)時(shí)刻注滿介質(zhì)，且上游有5D,下游有2D以上的直管段,有足夠的安裝檢修空間;2.安裝流量計(jì)時(shí)做了面積約2m²的接地網(wǎng),.接地網(wǎng)離地面要有足夠的深度，并在掩埋接地網(wǎng)時(shí)撒了部分工業(yè)用NaCI以確保傳感器接地電阻小于102;3.由于安裝地點(diǎn)離電機(jī)和配電盤較近,為防止電磁干擾,我們把整個(gè)一體式流量計(jì)用鐵箱全部罩住進(jìn)行了屏蔽，并將屏蔽鐵箱單獨(dú)可靠接地(抄讀數(shù)字時(shí)打開鐵箱讀數(shù));4.在使用過程中,每半年清理一次傳感器電極,以防止上面的污垢影響信號(hào)的輸出。  渦街流量計(jì)是基于流體力學(xué)中著名的“卡門渦街”研制的。在流動(dòng)的流體中放置- -非流線型柱形體,稱旋渦發(fā)生體,當(dāng)流體沿旋渦發(fā)生體繞流時(shí),會(huì)在渦街發(fā)生體下游產(chǎn)生兩列不對(duì)稱但有規(guī)律的交替旋渦列,這就是所謂的卡門渦街,如圖1所示。   大量的實(shí)驗(yàn)和理論證明:穩(wěn)定的渦街發(fā)生頻率ƒ與來流速度v1及旋渦發(fā)生體的特征寬度d有如下確定關(guān)系叫:   式中St為斯特羅哈數(shù),與雷諾數(shù)和d相關(guān)。   當(dāng)雷諾數(shù)Re在一定范圍內(nèi)(3 X102~2 X105)時(shí)(4],St為一常數(shù),對(duì)于三角柱形旋渦發(fā)生體約為0.16   雷諾數(shù)的定義為   式中S為管道的橫截面積。   由高精度氣體渦街流量計(jì)的測(cè)量原理可知,通過測(cè)量旋渦發(fā)生頻率僅能得到旋渦發(fā)生體附近的流速vI,由式(3)可知在橫截面積一定的情況下,流體的流量Q與流體的平均流速v成正比,因此要精確計(jì)量流體的流量必須找到`v與v1的對(duì)應(yīng)關(guān)系。   根據(jù)流體力學(xué)理論,在充分發(fā)展的湍流狀態(tài)下，流體的速度分布有如下關(guān)系式川:   式中:vp為到管壁距離為y的P點(diǎn)的速度;y為點(diǎn)到管壁處的距離;Vmax:為管道中的最大流速,通常取管道中心的速度;R為管道的半徑;n為雷諾數(shù)的函數(shù)。 表1中給出了部分雷諾數(shù)與n的對(duì)應(yīng)關(guān)系。   由于旋渦發(fā)生體的位置固定,因此當(dāng)雷諾數(shù)一定時(shí)v1與`v有固定的比例關(guān)系換言之,當(dāng)雷諾數(shù)Re變化時(shí),二者的比值也發(fā)生變化，   圖3給出了不同雷諾數(shù)下充分發(fā)展的湍流的流速分布,如圖所示Re越大,流速分布越平滑,即旋渦發(fā)生體附近的流速越接近平均流速,故ƒ( Re)應(yīng)為單調(diào)遞減函數(shù)。圖4給出了3臺(tái)50mm口徑，寬度14 mm三角形旋渦發(fā)生體的氣體渦銜流量計(jì),在20℃,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,不同雷諾數(shù)下的K值曲線。如圖所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析基本一致,因此渦銜流量計(jì)的測(cè)量原理即決定了儀表系數(shù)的非線性特性。若要提高渦街流量計(jì)的計(jì)量精度,必須針對(duì)不同的流速分布對(duì)K值進(jìn)行修正。使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，不能低于閾值(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直至不能使用，通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間，視型號(hào)而異。一般電導(dǎo)率閾值為5×10-6S/cm=5μS /cm。　　工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4～10-1S/cm之間，使用不存在問題， 低度蒸餾水為10-5S/cm 也不存在問題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用。表1列出若干液體的電導(dǎo)率。從資料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,認(rèn)為不能使用,然而電磁流量計(jì)實(shí)際工作中會(huì)遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例，這類雜質(zhì)對(duì)增加電導(dǎo)率有利。對(duì)于水溶液，資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的，實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得的要高，也有利于流量測(cè)量。德國(guó)VSEVHM02-1流量計(jì)技術(shù)資料根據(jù)高含水原油這一特殊介質(zhì)及其使用環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)早期廣泛應(yīng)用于注水、注聚等計(jì)量中的電磁流量計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)改進(jìn)。(1)對(duì)傳感器進(jìn)行防爆處理。通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為高含水原油的計(jì)量場(chǎng)所是油氣密集的地方，需要對(duì)傳感器進(jìn)行防爆處理才能滿足工作需要。根據(jù)傳感器的特點(diǎn)及其使用環(huán)境的要求，選用了傳感器的復(fù)合防爆型式，即澆封隔爆型，防爆標(biāo)志為mdIIBT4.關(guān)鍵技術(shù)是傳感器主體結(jié)構(gòu)采用了澆封工藝技術(shù)、接線盒采用了隔爆外殼。接線盒的隔爆接合面為螺紋隔爆接合面，引人裝置采用密封圈壓緊螺母式，產(chǎn)品通過了國(guó)家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心的5項(xiàng)試驗(yàn)。(2)提高轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗，保證流量計(jì)的測(cè)量精度。對(duì)電磁流量計(jì)來說，傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)只有幾毫伏，如要進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，要求轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳感器的內(nèi)阻，才能保證儀表的精度。電磁流量傳感器的內(nèi)阻僅與被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率和電極直徑有關(guān)。高含水油的電導(dǎo)率隨含水情況有所變化，因此，采用了專用前置放大器，相應(yīng)地提高了轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗，保證了測(cè)量精度。(3)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)智能化。智能電磁流量計(jì)采用了自動(dòng)跟蹤式勵(lì)磁控制和智能反饋式信號(hào)放大處理技術(shù)，使用了多CPU協(xié)同信息處理的方法，使儀表在功能上具有了支持各種傳感器匹配與校驗(yàn)、數(shù)字與模擬的系統(tǒng)連接、自診斷和安裝調(diào)試測(cè)試、斷電信息保護(hù)、在線信息查詢、軟件沖擊自動(dòng)恢復(fù)、多單位多形式的計(jì)量顯示選擇等全方位的智能化功能，操作使用十分方便。(4)改進(jìn)型電磁流量計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)。①適應(yīng)的場(chǎng)所:轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站的高含水油計(jì)量，因?yàn)檫@些場(chǎng)所的高含水油經(jīng)過油氣分離，流態(tài)比較穩(wěn).定，含水波動(dòng)較小，計(jì)量精度能夠保證;②被測(cè)介質(zhì)的含水率:>80%;③工作壓力:≤2.5MPa;.④被測(cè)介質(zhì)溫度:≤100℃;⑤傳感器襯里:可根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度選擇不同的襯里。高含水油的溫度一般在50~70℃，選擇耐油橡膠襯里可滿足計(jì)量要求;⑥口徑依據(jù)被測(cè)液量的滿量程流量來選擇。電磁流量計(jì)的流速下限為0.5m/s。一般流量測(cè)量以2m/s為經(jīng)濟(jì)流速，而在高含水油測(cè)量時(shí)，流體的流速要求偏高一些，一般3~4m/s，這樣可以避免低流速時(shí)原油附著于測(cè)量管壁及電極上，保證正常計(jì)量。.彎管流量計(jì)能測(cè)量φ25~1000mm管道中各種流體的流量。其特點(diǎn)有以下幾種。1.彎管傳感器沒有任何插入件和感測(cè)件,是沒有附加阻力損失的節(jié)能型流量傳感器。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,節(jié)能降耗,節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用,適合壓力低,大管徑,大流量的流量測(cè)量系統(tǒng)使用。2.耐磨性能好,使用壽命長(zhǎng),傳感器使用壽命等同于所替代的標(biāo)準(zhǔn)彎頭。長(zhǎng)期運(yùn)行管徑的微小磨損對(duì)彎管傳感器的測(cè)量精度影響甚微。3.安裝方便,免維護(hù),傳感器采用直接焊接的方法安裝在工藝管道上,簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì),不會(huì)產(chǎn)生泄漏問題。4.適應(yīng)性強(qiáng),測(cè)量范圍寬,傳感器不受工作現(xiàn)場(chǎng)的高溫粉塵潮濕震動(dòng)、電磁場(chǎng)等不利因素的影響，,可在任何復(fù)雜的環(huán)境中工作。適用于中25~2000mm管道中,液體流速0.3~5m/s,蒸汽或氣體流速7~70m/s的廣闊范圍。5.彎管流量計(jì)對(duì)直管段的要求較低,只要滿足前5D后2D就可以獲得足夠的測(cè)量精度。電磁流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備和站內(nèi)PC機(jī)間的通信采用異步串行通訊控制規(guī)程,并采用地址位喚醒握手協(xié)議.因此在協(xié)議中規(guī)定了傳地址和傳數(shù)據(jù)兩種不同的幀格式,如圖4.4所示.地址幀和數(shù)據(jù)幀都有11位,其中第l位和最后l位相同,分別為起始位和停止位,緊接起始位的是8位數(shù)據(jù)位,第9位為標(biāo)志位,用來區(qū)分所發(fā)送／接受的幀信息是地址幀還是數(shù)據(jù)幀.第9位為1時(shí),表示PC機(jī)發(fā)送/接受的是“地址幀"：第9位為0時(shí),表示主機(jī)發(fā)送/接受的是"數(shù)據(jù)幀".命令幀與校驗(yàn)和的發(fā)送格式與數(shù)據(jù)幀相同,因此可由數(shù)據(jù)幀演化得到.  由于金屬管浮子流量計(jì)的測(cè)量管為機(jī)械結(jié)構(gòu).測(cè)最時(shí)對(duì)波動(dòng)很敏感,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)指針波動(dòng)嚴(yán)重,甚至影響讀數(shù)的情況。除了在測(cè)量管中加裝氣阻尼器之外,還可以在指針組件中增加電磁阻尼器,使指針擺動(dòng)的頻率、幅度大幅度降低，使指針指示穩(wěn)定，刻度值讀取變得容易，讀取精度更高。   電磁阻尼器的工作原理。電磁阻尼器由磁鋼、連接件、金屬板等組裝后為一體。指針的配重為導(dǎo)電金屬鋁合金,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,配重在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，切割磁力線.必然產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而在配重中產(chǎn)生渦電流;磁場(chǎng)對(duì)帶電導(dǎo)體必然產(chǎn)生作用力,而此作用力恰好起到阻礙配重在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的作用,配重運(yùn)動(dòng)的速度越大,產(chǎn)生的反作用也越大,其效果類似于阻尼器,從而使電磁阻尼器起到降低指針擺動(dòng)頻率、幅度的作用.達(dá)到穩(wěn)定的效果。   與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過增加電磁阻尼器裝置,可有效改善金屬管浮子流量計(jì)的使用效果，使指針的擺動(dòng)頻率和幅度大幅度降低，指針穩(wěn)定指示,刻度值的讀取變得容易，讀取精度提高,既提高了效率也保證了精度。電磁流量計(jì)應(yīng)用中主要存在以下幾點(diǎn)不足:(1)電磁流量計(jì)井下精確定位問題。由于儀器本身沒有深度定位裝置,僅器下入深度的計(jì)量是靠絞車上的深.度計(jì)數(shù)器來完成。深度計(jì)數(shù)器計(jì)量結(jié)果的精度不但與計(jì)數(shù)器本身有關(guān),而且還與工作環(huán)境有關(guān)。如果深度誤差太大，測(cè)量結(jié)果就失去意義。因此,深度校正是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的一個(gè)關(guān)鍵問題。(2)管徑變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。通常應(yīng)用的電磁流量計(jì)是中心流速式的，僅器的標(biāo)定是在特制的管道中完成的，如果測(cè)量環(huán)境與標(biāo)定環(huán)境不同,就會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差。以內(nèi)流式儀器為例，若它在內(nèi)徑為φ62mm光油管中標(biāo)定，在內(nèi)徑為φ59mm的涂料油管中測(cè)量時(shí)就會(huì)引入最大15.28%的誤差。這是系統(tǒng)誤差，因此在儀器測(cè)量過程中要搞清楚被測(cè)管道的內(nèi)徑，解釋資料時(shí)要扣除因管徑變化引起的測(cè)量誤差。大量實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)表明，由管徑變化引起的誤差都在10%以內(nèi)。(3)電磁流量計(jì)的標(biāo)定問題。儀器是用清水標(biāo)定的,若注，入介質(zhì)改為污水或其它非清水介質(zhì)時(shí)會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生什么樣的影響，也是應(yīng)用中要考慮的一個(gè)問題。在實(shí)際應(yīng)用中,常常需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定,且要保證標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。(4)不能連續(xù)測(cè)量。電磁流量計(jì)如果能連續(xù)測(cè)量管柱內(nèi)的流動(dòng)剖面,就能直觀地反映出整個(gè)井筒內(nèi)的吸水情況,這樣有利于測(cè)井資料的解釋。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷，電磁流量計(jì)目前還不能完全實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量。  渦街流量計(jì)與流體密度無關(guān),在測(cè)流量時(shí),考慮氣體或蒸汽溫度、壓力變化對(duì)密度的影響,需不需要進(jìn)行密度、溫度壓力補(bǔ)償,從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。(1)測(cè)量介質(zhì)為液體,且流量以質(zhì)量流量表示。由于測(cè)液體流量時(shí),流量指示一般為質(zhì)量或重量流量,漩渦流量計(jì)由漩渦頻率-流速-體流量X密度=質(zhì)量流量,當(dāng)指示值以質(zhì)量流量表示時(shí),刻度系數(shù)中包含密度的因素,所以密度變化對(duì)指示值有影響,必須進(jìn)行密度修正。(2)測(cè)量介質(zhì)為氣體,且以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積表.示。  氣體流量一般習(xí)慣均以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積表示,刻度為Nm³/h,但工作時(shí)由漩渦頻率→流速→工作狀態(tài)體積再折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積。作為一臺(tái)漩渦流量計(jì),一旦折算系數(shù)確定了,那么流體只有處在一個(gè)工作壓力、溫度下流量指示值才準(zhǔn)確,這個(gè)溫度就是設(shè)計(jì)溫度，這個(gè)壓力就是設(shè)計(jì)壓力。一旦工作條件偏離了設(shè)計(jì)值也會(huì)帶來誤差,所以必須考慮溫度、壓力補(bǔ)償,但不考慮密度補(bǔ)償。(3)測(cè)量介質(zhì)為氣體,且以質(zhì)量流量表示。  對(duì)漩渦流量計(jì),由漩渦頻率→疏速→工作狀態(tài)體積流量→設(shè)計(jì)狀態(tài)體積流量→標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,再乘以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的密度而得到質(zhì)量流量。  顯然,以質(zhì)量流量表示的漩渦流量計(jì),必須進(jìn)行氣體組成變化帶來的密度變化的修正,同時(shí)工況變化，又增加一個(gè)由工作狀態(tài)折算到設(shè)計(jì)狀態(tài)的折算系數(shù)。這個(gè)折算系數(shù)是動(dòng)態(tài)的,也就是溫度、壓力補(bǔ)償問題。經(jīng)過以上分析得出以下結(jié)論:(1)無論測(cè)氣體或液體，若渦街流量計(jì)流量以工作狀態(tài)體積流量表示時(shí),沒有密度及溫度、壓力補(bǔ)償問題。(2)無論測(cè)氣體、蒸汽或液體流量,以質(zhì)量流量表示時(shí),液體一般溫度變化范圍大,流體密度變化均需進(jìn)行密度修正,對(duì)氣體過熱蒸汽還需進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償。(3)以標(biāo)準(zhǔn)體積流量表示時(shí),流量計(jì)必須進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償,無需進(jìn)行氣體密度補(bǔ)償。德國(guó)VSEVHM02-1流量計(jì)技術(shù)資料

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