德國(guó)VSEAP1流量計(jì)資料同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng): 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。1.儀表正確通電 電磁流量計(jì)無電源開關(guān)接入電源即進(jìn)入工作狀態(tài).儀表在通電后首先進(jìn)行自檢顯示器同時(shí)顯示生產(chǎn)商的電話號(hào)碼.自檢通過后進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)測(cè)量指示燈閃爍.2.顯示切換 儀表工作在測(cè)量狀態(tài)時(shí)按AT鍵可以切換流量的瞬時(shí)值顯示和累積量顯示或同時(shí)顯示瞬時(shí)量和累積量.同時(shí)瞬時(shí)量指示燈和累積量指示燈相應(yīng)點(diǎn)亮顯示累積量時(shí)儀表上排數(shù)字顯示高6位累積流量,下排數(shù)字顯示低8位累積流量瞬時(shí)量和累積量同時(shí)顯示時(shí)下排只顯示累積流量的低8位.3.背光啟閉 儀表在測(cè)量狀態(tài)時(shí)按壓INC鍵可以開啟或關(guān)閉顯示的背光.4.前24小時(shí)累積量顯示 在測(cè)量狀態(tài)下按壓SET鍵約10秒至上排出現(xiàn)LOC字符輸入0001~0024后按SET鍵可查閱當(dāng)前累積流量或前23小時(shí)每小時(shí)的累積流量再按SET鍵返回測(cè)量狀態(tài).5.累積流量清零 儀表在測(cè)量狀態(tài)時(shí)按 SET 鍵至顯示LOC后輸入9090按SET鍵返回測(cè)量狀態(tài)再按INC鍵可以將累積流量清零.6.參數(shù)設(shè)置 在電磁流量計(jì)處于測(cè)量顯示狀態(tài)按SET建10秒顯示器上排出現(xiàn)"LOC"字符下排出現(xiàn)"0000"數(shù)字.點(diǎn)按AT鍵1次個(gè)位數(shù)可修改每點(diǎn)按AT鍵一次可修改位從右向左移一位同時(shí)上排顯示器最右端出現(xiàn)可修改的位數(shù)從右向左數(shù)密碼數(shù)值輸入完畢再按SET鍵兩次進(jìn)入相應(yīng)參數(shù)組內(nèi)的第一個(gè)參數(shù).每按SET鍵兩次既在確認(rèn)本次參數(shù)值的同時(shí)又進(jìn)入下一個(gè)參數(shù)依此類推到最后一個(gè)參數(shù)后轉(zhuǎn)回測(cè)量狀態(tài)界面.各組參數(shù)見"功能參數(shù)速查表".1、測(cè)量管、法蘭、浮子的材料選擇 針對(duì)酒精、乙醛流量測(cè)量,可采用一般防腐材料1Cr18NigTi制作測(cè)量管、法蘭、浮子;針對(duì)粗醋酸、冰醋酸的流量測(cè)量,由于其腐蝕性強(qiáng),則測(cè)量管內(nèi)部接觸被測(cè)介質(zhì)的所有部位和浮子均要襯聚四氟乙烯材料,測(cè)量管、法蘭采用1Cr18NigTi材料。 2.金屬管浮子流量計(jì)和口徑的計(jì)算與選擇(針對(duì)液體流量測(cè)量) (1)當(dāng)工藝專業(yè)提出液體體積流量Qva,我們用下式計(jì)算系數(shù)FV: 其中:ρs是所選擇浮子材料的密度(g/cm3);1Cr18NigTi浮子ρs=7.8(g/cm3);PTFE浮子ρs=3.4(g/cm3);ρs是被測(cè)量介質(zhì)的密度(g/cm3)。(2)根據(jù)以上計(jì)算得到的系數(shù)FV,我們可以得到對(duì)于液體用水標(biāo)校時(shí)的流量QV(水):QV(水)=FV·Qva (3)根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的流量表可選擇出QV(水)所對(duì)應(yīng)的金屬管浮子流量計(jì)的口徑、浮子號(hào)。 (4)按此浮子號(hào)的量程值除以系數(shù)FV得出介質(zhì)的流量范圍QN,刻度可在0.9QN至1.1QN選擇。 (5)舉例說明。原始技術(shù)數(shù)據(jù)見表1,計(jì)算結(jié)果及選擇見表2。 3.現(xiàn)場(chǎng)顯示及遠(yuǎn)傳的選擇 現(xiàn)場(chǎng)顯示選用M7,指示實(shí)際狀態(tài)下流體的瞬時(shí)流量值/小時(shí)。 遠(yuǎn)傳型式可選用Es-電遠(yuǎn)傳輸出4~20mA,亦可選用EX-本安防爆遠(yuǎn)傳輸出4~20mA。 4.顯示儀表選擇 選擇流量積算儀,它具有瞬時(shí)流量顯示和比例累積流量積算功能。 智能金屬管浮子流量計(jì)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程結(jié)構(gòu),主要包括三個(gè)部分:輸入模塊、控制模塊、輸出模塊。所有程序代碼均采用C語(yǔ)言編寫。 輸入模塊主要包括數(shù)據(jù)采集、濾波、溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償和數(shù)值計(jì)算等,總體采用定時(shí)器中斷方式,程序流程圖如圖2所示。輸入模塊中的非線性補(bǔ)償程序采用分段線性擬合的方式來實(shí)現(xiàn)。通過采集9組或11組流量信號(hào),作為擬合直線的端點(diǎn),當(dāng)前采樣值按數(shù)據(jù)大小得到擬合曲線段的斜率和初始數(shù)據(jù),代入擬合方程即可得到修正后的流量數(shù)據(jù)。 控制模塊包括鍵盤處理程序和看門狗程序,鍵盤處理功能是通過中斷方式設(shè)置標(biāo)志位在置入?yún)?shù)子程序中實(shí)現(xiàn)的。金屬管浮子流量計(jì)在通過總線組網(wǎng),實(shí)現(xiàn).上位機(jī)組態(tài)調(diào)試的同時(shí),通過鍵盤,可以就地調(diào)試。 輸出模塊包括顯示程序和通信中斷服務(wù)程序。通信中斷服務(wù)程序流程圖如圖3所示。為了提高孔板流量計(jì)的準(zhǔn)確度,可采取以下措施。1.標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置的制造與安裝 利用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量必須嚴(yán)格按照SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工制造、檢驗(yàn)、安裝和使用。特別是孔板直角入口邊緣尖子度和測(cè)量管內(nèi)壁粗糙度的加工和檢驗(yàn);孔板前后直管段長(zhǎng)度的保證,直管段圓度、臺(tái)階以及孔板與測(cè)量管同軸度的保證。另外,開發(fā)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的設(shè)計(jì)軟件,可提高節(jié)流裝置設(shè)計(jì)和儀表選型的技術(shù)水平。2.采用可換孔板裝置與定值節(jié)流裝置 可換孔板節(jié)流裝置是一種新型節(jié)流裝置,節(jié)流元件精確地安裝在固定的座體內(nèi)(座體通過法蘭與管道連接),在不拆動(dòng)管道或不停止流體輸送的情況下,可方便地提升孔板,進(jìn)行檢查、清洗或更換,從而保證了計(jì)量準(zhǔn)確度。采用液壓升降的裝置,孔板提升輕便,特別適用于大口徑孔板。這種節(jié)流裝置還配有清洗室和清洗機(jī)構(gòu),為解決污垢介質(zhì),特別是單井天然氣的準(zhǔn)確計(jì)量提供了有效手段。 定值節(jié)流裝置改變了現(xiàn)有節(jié)流裝置根據(jù)計(jì)算結(jié)果加工其孔徑的方法,對(duì)每種通徑測(cè)量管道配以有限數(shù)量的節(jié)流件,孔徑系列按優(yōu)先數(shù)系選用,每種通徑配35種不同孔徑比β值的孔板。目前節(jié)流裝置設(shè)計(jì)猶如量體裁衣,定值節(jié)流裝置則變成成衣選用,采用定值節(jié)流裝置有利于產(chǎn)品批量生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本,方便選用和使用,便于監(jiān)督生產(chǎn)。可換孔板節(jié)流裝置和定值孔板相配套,將改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,實(shí)現(xiàn)了節(jié)流裝置產(chǎn)品系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化,有利于提高標(biāo)準(zhǔn)孔板裝置計(jì)量的準(zhǔn)確度。 標(biāo)準(zhǔn)孔板存在的缺點(diǎn)是入口直角銳利度易在流體沖刷下發(fā)生鈍化。據(jù)估計(jì),鈍化嚴(yán)重的可能使流出系數(shù)偏移1%~2%,鈍化后其流出系數(shù)較為穩(wěn)定,這在流量計(jì)算中給孔板入口直角銳利度的精確修正帶來很大的困難。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的流出系數(shù)是穩(wěn)定的,另外,在同樣流量和相同β值時(shí)噴嘴的壓力損失只有孔板的30%。影響標(biāo)準(zhǔn)噴嘴推廣使用的主要原因是噴嘴制造成本高,在標(biāo)準(zhǔn)中噴嘴的流出系數(shù)不確定度較大(約2%)。采用定值節(jié)流件,專用加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本,而個(gè)別校準(zhǔn)則可得到高精確度的流出系數(shù),在天然氣流量測(cè)量中用噴嘴代替孔板,其優(yōu)點(diǎn)是明顯的。3.應(yīng)用合理的流量積算方案 根據(jù)天然氣計(jì)量工況條件和用戶對(duì)計(jì)量精度的要求,應(yīng)采用對(duì)壓力、溫度和天然氣組分變化對(duì)流量自動(dòng)部分補(bǔ)償或全補(bǔ)償?shù)姆e算方案,計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量?jī)x表配備和精度的選用應(yīng)符合GB/T18603-2001妖然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》。用智能差壓變送器,壓力變送器、溫度變送器和流量計(jì)算機(jī)組成在線檢測(cè)系統(tǒng),使溫度和壓力變化得到補(bǔ)償,可以提高測(cè)量準(zhǔn)確度,降低流態(tài)脈動(dòng)(或波動(dòng))引起的流量測(cè)量附加誤差。孔板流量計(jì)量程比一般為1~3,而實(shí)際測(cè)量天然氣流量變化有時(shí)會(huì)超過這個(gè)范圍。在這種情況下,其測(cè)量準(zhǔn)確度顯著下降,如果采用定值節(jié)流裝置,寬量程智能差壓變送器與流量計(jì)算機(jī)配套使用,可方便地?cái)U(kuò)展流量量程或遷移量程,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)孔板流量計(jì)的智能化。1.始動(dòng)比較低,量程比較寬 為滿足社會(huì)發(fā)展,超聲波流量計(jì)的計(jì)量范圍也越來越大,流速在0.05m/s~30m/s的范圍內(nèi)的流體都可以被精準(zhǔn)測(cè)量,量程比達(dá)到1:700左右,可測(cè)范圍也比較廣,可滿足氣體、液體傳輸過程中對(duì)安全的需求,并且靈敏度也比較高,可測(cè)量很小的流量,保證計(jì)量不間斷,可良好地滿足峰谷用量差異大的場(chǎng)合。2.自帶旋轉(zhuǎn)整流器 超聲波流量計(jì)中自帶旋轉(zhuǎn)整流器,因此,對(duì)超聲流量計(jì)安裝位置前后管道的要求比較低,解決了傳統(tǒng)流量計(jì)不確定流場(chǎng)打亂的問題,可形成自己所需的流場(chǎng),旋轉(zhuǎn)整流器的使用,可促使前直管段從原先的20D縮短到5D之內(nèi),從而降低安裝管段的長(zhǎng)度,降低對(duì)空間的要求,影響精度可控制在1%以內(nèi)。3.抗污染性能強(qiáng) 超聲波流量計(jì)通常都應(yīng)用在測(cè)量環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)所,如果抗污染能力不足,必然會(huì)增加維修成本。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,超聲流量計(jì)愈發(fā)先進(jìn)可靠,無可動(dòng)部件。而且具有很強(qiáng)的穿透性和自動(dòng)清洗功能,即便長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,粉塵、雜物、水汽等因素也不會(huì)影響測(cè)量的精度,維護(hù)量和維護(hù)成本都比較低。4.可實(shí)現(xiàn)智慧化管理 在超聲波流量計(jì)內(nèi)部可設(shè)置基于NB-IoT技術(shù)遠(yuǎn)傳模塊,利用局域網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸,為中心控制端提供現(xiàn)場(chǎng)診斷資訊,進(jìn)行故障預(yù)處理和異常報(bào)警,提醒現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員及時(shí)處理,進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)“少人值班或者無人值班”的智慧化管理。德國(guó)VSEAP1流量計(jì)資料1.一次測(cè)量元件引起的誤差 孔板流量計(jì)中的節(jié)流元件是尖銳的直角邊緣,流體在節(jié)流元件的入口收縮,根據(jù)伯努力方程,流速增加,壓力減小,孔板的測(cè)量原理就是根據(jù)孔板入口和出口的壓差進(jìn)行測(cè)量的。孔板平鈍后流出系數(shù)增大,產(chǎn)生測(cè)量誤差。流出系數(shù)對(duì)蒸汽流量測(cè)量的影響是普遍存在的。 測(cè)量管也是節(jié)流裝置的組成部分,其結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)流體流動(dòng)狀態(tài)有重要的影響,測(cè)量管除滿足前10D后5D的要求外,還對(duì)內(nèi)表面的光滑度有要求。粗糙管的流速分布與光滑管是有區(qū)別的,流出系數(shù)也不相同,管道結(jié)垢、腐蝕,流出系數(shù)發(fā)生變化,產(chǎn)生測(cè)量誤差。 對(duì)于孔板入口邊緣磨損的問題,我們可以選用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴,由于噴嘴入口是一個(gè)光滑的曲面,它的抗磨損,抗積污,抗變形程度遠(yuǎn)好于孔板,流出系數(shù)穩(wěn)定性也比孔板好,壓力損失也比孔板小得多,而且它的檢定周期為4年,大大減少了維護(hù)費(fèi)用。 對(duì)于測(cè)量管的問題,在管道安裝時(shí)就盡量選用光滑度高,質(zhì)量好的管道,必要時(shí)請(qǐng)專業(yè)廠家定制測(cè)量管道、連接法蘭,冷凝器等,補(bǔ)償用的溫度和壓力測(cè)量點(diǎn)也可以統(tǒng)一開工獲取。雖說一次性投資高些,但由于投入使用后沒有特別原因,一般不進(jìn)行更換,還是使用周期越長(zhǎng)越好,這樣綜.合經(jīng)濟(jì)效益還是高些。2.測(cè)量信號(hào)的傳遞失真 測(cè)量信號(hào)傳遞是孔板前后的差壓信號(hào)經(jīng)導(dǎo)壓管傳遞到差壓變送器,由于結(jié)構(gòu)的不同,孔板流量計(jì)不同于渦街流量計(jì)那樣直接裝在管道上,它需要進(jìn)行信號(hào)傳遞。對(duì)于蒸汽流量測(cè)量而言,傳遞部分可由閥門,導(dǎo)壓管,冷凝器等部件組成。對(duì)于信號(hào)傳遞部件來講,應(yīng)保證傳遞信號(hào)不失真。實(shí)際使用中的大部分故障,往往是信號(hào)傳遞失真引起的。差壓信號(hào)產(chǎn)生的傳遞失真比作為補(bǔ)償用的溫度和壓力信號(hào)失真影響更大,必須引起注意。冷凝器在信號(hào)傳遞中處于關(guān)鍵位置,冷凝器中的液面保持一定高度,多余的冷凝液要回流到蒸汽管道,既要保證冷凝器中蒸汽很好地冷凝,又要使冷凝液回流暢通無阻。 氣相導(dǎo)壓管的一次根部閥門應(yīng)保證蒸汽氣相進(jìn)入冷凝器,冷凝器里面多余的冷凝液回流到蒸汽管道,否則兩只冷凝器液面不能保持相平,會(huì)對(duì)差壓信號(hào)產(chǎn)生附加誤差。一次根部閥門盡量選用閘閥,保證壓力信號(hào)傳遞通暢無阻,減少測(cè)量誤差。 測(cè)量用的導(dǎo)壓管要加保溫伴熱,否則冬季不能正常工作。不管采用電伴熱還是蒸汽伴熱,一定要保證兩只導(dǎo)壓管受熱均等,不然會(huì)因?qū)汗苤械囊后w的密度不同而產(chǎn)生附加差壓誤差。 作為壓力補(bǔ)償用的變送器一般和壓力取壓口不在同一高度上,如果變送器比取壓口低,所測(cè)出的壓力為管道中蒸汽的壓力加上導(dǎo)壓管中冷凝液產(chǎn)生的壓力,可在變送器中進(jìn)行正遷移將這部分壓力遷移掉。使變送器測(cè)出的壓力為管道中實(shí)際蒸汽壓力。3.蒸汽密度問題產(chǎn)生的誤差 測(cè)量蒸汽質(zhì)量流量時(shí)要根據(jù)蒸汽的密度進(jìn)行計(jì)算,因蒸汽的密度計(jì)算不準(zhǔn)確產(chǎn)生測(cè)量誤差。蒸汽流量測(cè)量?jī)x表中渦街流量計(jì)是用工藝車間提供的蒸汽密度值為參考值,不是實(shí)際的密度值,得出的蒸汽流量會(huì)和實(shí)際流量有誤差。選用渦街流量計(jì)時(shí),最好選用能進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償?shù)男吞?hào),并且安裝測(cè)溫和測(cè)壓元件取得溫度和壓力數(shù)值。孔板式流量計(jì)測(cè)出的流量由DCS系統(tǒng)顯示,沒有進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償。為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度,必須進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償。對(duì)于孔板流量計(jì),取得差壓信號(hào)的同時(shí),還需測(cè)得溫度和壓力信號(hào),通過DCS中的專用軟件進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償。4.相關(guān)系數(shù)的影響 流出系數(shù)C和可膨脹系數(shù)ε在一定范圍內(nèi)可看作常數(shù),但是,當(dāng)蒸汽的狀況偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí),其流出系數(shù)C和可膨脹系數(shù)ε就會(huì)發(fā)生變化,就不能視為常數(shù)。測(cè)量小流量時(shí),隨著雷諾數(shù)變小,流出系數(shù)C將產(chǎn)生較大的變化。測(cè)量高壓時(shí),則必須考慮氣體的可膨脹系數(shù)ε的影響,如果我們只補(bǔ)償密度變化的影響,即使實(shí)現(xiàn)了對(duì)密度的完全補(bǔ)償,其它各參數(shù)變化累加后的最大誤差仍達(dá)6%左右,其中,可膨脹系數(shù)ε引入的誤差最大。所以,要想提高儀表的測(cè)量精度,除補(bǔ)償密度外還應(yīng)考慮整個(gè)補(bǔ)償方程中其它參數(shù)變化的補(bǔ)償問題。DCS中的蒸汽測(cè)量模塊中,不僅有密度補(bǔ)償方式,還有流出系數(shù)C和可膨脹系數(shù)ε的修正辦法,只要我們選用合適的流量測(cè)量模塊,就能提高蒸汽流量的測(cè)量準(zhǔn)確度。 一般認(rèn)為,蒸汽干度X較高(X≥95%)時(shí)流體可視為單相流體。溫度壓力補(bǔ)償可按通常方法進(jìn)行。但出現(xiàn)-定誤差。干度越低密度越大。在蒸汽干度較低(X<95%)時(shí),管道中的流體處于二相流狀態(tài)。情況嚴(yán)重時(shí),流體分層流動(dòng),產(chǎn)生誤差更大。目前還沒有在線的干度測(cè)量?jī)x表測(cè)量蒸汽的干度,最好的辦法就是加強(qiáng)蒸汽傳輸管道的保溫,提高蒸汽的過熱度,使蒸汽的干度較高,孔板流量計(jì)測(cè)量也比較準(zhǔn)確。電磁流量計(jì)傳感器得到的測(cè)量信號(hào)很弱,一般為微伏、毫伏級(jí)別,要進(jìn)行精確測(cè)量就需要對(duì)其進(jìn)行放大處理。前置放大電路的作用就是把傳感器得到的微弱的流量信號(hào)放大,同時(shí)還可以抑制變送器兩電極對(duì)地之間存在的同相干擾。前面提到放大電路輸入阻抗Ri和信號(hào)源內(nèi)阻R5組成分壓電路如圖2.10。 為了降低電磁流量計(jì)信號(hào)源內(nèi)阻的影響,放大電路要采用高輸入阻抗。同時(shí)為了解決供電電源干擾耦合到輸入回路所帶來的工頻干擾以及勵(lì)磁磁場(chǎng)的交變變化所產(chǎn)生的其它干擾(共模干擾),我們采用差分電路來減少共模干擾的影響。線路如圖2.11該電路特點(diǎn)是一個(gè)差分電路,只對(duì)兩信號(hào)差值進(jìn)行放大,它的差分能力用抑制比來表示。兩個(gè)輸入對(duì)地電位相異時(shí)的增益和電位相同時(shí)的增益之比即稱為“抑制比",理想上抑制比可以無窮大。這樣我們就能用這個(gè)電路測(cè)量傳感器兩個(gè)電極之間的電位,這樣兩電極對(duì)地的干擾電壓(同相干擾)可以在放大時(shí)受到抑制。綜合起來,此電路具有放大放大差模信號(hào)、抑制共模信號(hào)、輸入阻抗高、輸出阻抗低、失調(diào)小、溫漂小、線性好和增益穩(wěn)定可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。 電磁流量計(jì)電路由三個(gè)放大器組成A1、A2、R1、R2和RG組成的第一級(jí)放大電路為同相放大電路,該電路實(shí)際是兩電壓跟隨器,它們兩個(gè)反相端由恐相連,具有非常高的輸入阻抗,適合放大微信號(hào);R3、R4、R5、R6和A3組成第二級(jí)基本差動(dòng)放大器,它可以消除第一級(jí)的共模信號(hào),整個(gè)電路通過對(duì)RG的改變來調(diào)整放大倍數(shù)。 按照差模和共模輸入的定義,可將VI1和VI2表示為: 令運(yùn)算放大器A1、A2、A3的輸入失調(diào)電壓分別為VI01、VI02、VI03,A1和A2相互失調(diào)電壓為VI0,失調(diào)電流為VI0;其中VI0=VI01-VI02,這樣簡(jiǎn)化得到圖2.12。1.量程選擇.當(dāng)使用低量程的流量計(jì)時(shí),儀表讀數(shù)偏差會(huì)增加,而使用滿量程時(shí),若參數(shù)值波動(dòng)較大,則會(huì)使測(cè)量值偏低。2.差壓計(jì)零位,靜壓漂移,隨環(huán)境改變示值超差。3.差壓計(jì)讀數(shù)誤差的影響因素有:(1)雙波紋管差壓計(jì)安裝時(shí)其傾斜度超標(biāo)或安裝不牢靠。(2)存在靜壓零位誤差。(3)波紋管受腐蝕或泄漏。(4)四連桿機(jī)構(gòu)摩擦過大。(5)記錄筆在卡片上壓得過緊,墨水管緊使筆尖不能正常工作。(6)差壓計(jì)存在不規(guī)則的校驗(yàn)特性,且為不可修正,或可能存在校準(zhǔn)誤差。(7)記錄曲線為人為手動(dòng)補(bǔ)描。(8)記錄卡片不規(guī)范,存在偏心引起流量計(jì)誤差。(9)時(shí)鐘走時(shí)不準(zhǔn)。渦輪流量計(jì)采用雙排液晶現(xiàn)場(chǎng)顯示,具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于測(cè)量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,且無纖維、顆粒等雜質(zhì)。 渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)為防爆設(shè)計(jì),可以顯示流量總量,瞬時(shí)流量和流量滿度百分比。電池采用長(zhǎng)效鋰電池,單功能積算表電池使用壽命可達(dá)5年以上,多功能顯示表電池使用壽命也可達(dá)到12個(gè)月以上。渦輪流量計(jì)的特點(diǎn): 1、準(zhǔn)確度高,一般可達(dá)±1%R、±0.5%R,高精度型可達(dá)±0.2%R。 2、重復(fù)性好,短期重復(fù)性可達(dá)0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復(fù)性,如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得到較高的準(zhǔn)確度,在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì)。 3、輸出脈沖頻率信號(hào),適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接,無零點(diǎn)漂移,抗干擾能力強(qiáng)。 4、可獲得很高的頻率信號(hào)(3-4kHz),信號(hào)分辨力強(qiáng)。 5、范圍度寬,中大口徑可達(dá)1:20,小口徑為1:10。 6、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,安裝維護(hù)方便,流通能力大 7、適用高壓測(cè)量,儀表表體上不必開孔,易制成高壓型儀表。 8、可制成插入型,適用于大口徑測(cè)量,壓力損失小,價(jià)格低,可不斷流取出,安裝維護(hù)方便。 渦輪流量計(jì)可以顯示的流量單位眾多,有立方米,加侖,升,標(biāo)準(zhǔn)立方米,標(biāo)準(zhǔn)升等,可以設(shè)定固定壓力、溫度參數(shù)對(duì)氣體進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)壓力和溫度參數(shù)變化不大的場(chǎng)合,可使用該儀表進(jìn)行固定補(bǔ)償積算。渦街流量計(jì)系統(tǒng)具有八項(xiàng)功能,即瞬時(shí)流量及總流量顯示(質(zhì)量流量)、瞬時(shí)溫度顯示、瞬時(shí)壓力顯示、電池容量顯示、密碼設(shè)定、設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘、流量數(shù)據(jù)讀取(通過專用的串口從儀表讀取).(1)瞬時(shí)流量和總流量顯示 各個(gè)傳感器發(fā)出的信號(hào),經(jīng)過放大和整形后,送入單片機(jī)處理,然后單片機(jī)將計(jì)算得到的瞬時(shí)流量送液晶顯示器顯示,在瞬時(shí)流量的基礎(chǔ)上,每隔一個(gè)沒定的時(shí)間進(jìn)行累加,得到總流量,同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)送到液晶顯示器顯示.(2)密碼設(shè)定 儀表的密碼分為制造商密碼和用戶密碼兩級(jí).制造商在儀表使用前將儀表常數(shù)通過功能設(shè)定按鈕輸入儀表,通常這些常數(shù)是不能由用戶隨意改變的,因?yàn)樗鼈冴P(guān)系到系統(tǒng)的正常運(yùn)行和顯示正確的流量.用戶密碼用于用戶自己掌握儀表的同常使用,便于用戶列儀表數(shù)據(jù)的管理.(3)瞬時(shí)壓力、溫度顯示 瞬時(shí)壓力和瞬時(shí)溫度是經(jīng)過單片機(jī)處理后得到的被測(cè)對(duì)象的溫度.壓力數(shù)掘,通過該數(shù)據(jù)可以知道被測(cè)介質(zhì)的工作情況,從而可以對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行人工調(diào)整.(4)設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘 儀表內(nèi)部設(shè)置了日歷時(shí)鐘,對(duì)流量數(shù)據(jù)按日期進(jìn)行不斷的儲(chǔ)存,便于對(duì)使用情況進(jìn)行監(jiān)控,方便用戶對(duì)自己的用量的了解.(5)流量數(shù)據(jù)讀取 流量數(shù)據(jù)可以直接從液晶顯示器上面讀取.由于系統(tǒng)設(shè)置了外接數(shù)據(jù)接口(即串口),可以很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀取,從而可以實(shí)現(xiàn)抄寫系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化,節(jié)省大量的人力.(6)電池容量顯示 當(dāng)電池電壓降到一定程度時(shí),渦街流量計(jì)將不能正常工作,為了在儀表能在正常的電壓下工作,通過軟件措施將電池的電量顯示在液晶顯示器上,以便用戶能及時(shí)更換電池.德國(guó)VSEAP1流量計(jì)資料日常工作中如果正確保養(yǎng)渦街流量計(jì),可以有效延長(zhǎng)其使用壽命,并減少故障發(fā)生,具體方法如下:1)渦街流量計(jì)由于K系數(shù)的確定在渦街的整個(gè)環(huán)節(jié)中非常重耍,K系數(shù)的準(zhǔn)確與否直接影響著回路的準(zhǔn)確度,儀表更換零部件以及工藝管道的磨損等情況,均可能影響K系數(shù).而很多化工廠又缺少標(biāo)定的手段與能力,只能送出標(biāo)定,受工藝運(yùn)行的影響,要從管道上拆下渦街送出要5、6天的標(biāo)定時(shí)間,工藝方面很難滿足,從而無法確定K系數(shù)。今年,通過流量?jī)x表間的改造,雖已經(jīng)具備了較小口徑的渦街標(biāo)定條件,但對(duì)于較大口徑的渦街仍然無能為力,以后應(yīng)注意使用渦街的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法,孔板流量計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)頻率以及便攜式超聲波流量計(jì),測(cè)出管道中的瞬時(shí)流量以及傳感器的脈沖輸出頻率,現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算K系數(shù)。2)渦街流量計(jì)應(yīng)定期清洗渦街流量計(jì)的探頭,檢查中曾發(fā)現(xiàn),個(gè)別探頭檢測(cè)孔已被污物堵塞,甚至被塑料布裹住,影響了正常測(cè)量。3)渦街流量計(jì)定期檢查接地和屏蔽情況,消除外界干擾。有時(shí)候指示問題是由于受到干擾所至4)渦街流量計(jì)安裝環(huán)境潮濕的探頭.應(yīng)定期烘干一次,或作防潮處理。由于探頭本身并末作防潮處理,受潮之后影響運(yùn)行。5)渦街流量計(jì)的數(shù)據(jù)資料的管理應(yīng)引起足夠的重視,孔板流量計(jì)以利于日后的工作。1)電磁流量計(jì):電磁流量計(jì)工作原理基于電磁感應(yīng)定律。當(dāng)具有一定導(dǎo)電率的液體在磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外使用這類流量計(jì)較多,它具有準(zhǔn)確度高量程較大、無水頭損失、直管段要求短等優(yōu)點(diǎn)。但造價(jià)隨著管徑增大而成倍增加。2)插入式渦輪流量計(jì):插入式渦輪流量計(jì)是將旋轉(zhuǎn)葉輪的渦輪頭與不銹鋼桿連接插入管中的裝置。當(dāng)流體流動(dòng)沖擊渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),用測(cè)量渦輪的轉(zhuǎn)速來反映流體流量。它只能測(cè)知管內(nèi)某點(diǎn)的流速靠?jī)x表系數(shù)來推算平均流速。分切向式渦輪頭和軸向式渦輪頭兩種,安裝或維護(hù)時(shí)可以不斷水;造價(jià)相對(duì)較低。3)超聲波流量計(jì):超聲波流量計(jì)近年來在國(guó)內(nèi)外給水行業(yè)大口徑水管上用得較多。它具有準(zhǔn)確度高量程大、無水頭損失、安裝方便等優(yōu)點(diǎn):其造價(jià)不因管徑增大而增加,適用于較大管徑場(chǎng)合。此類儀表從原理到結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜,故障排除較困難。4)渦街流量計(jì):渦街流量計(jì)是利用管內(nèi)水流遇障礙物(擋體)產(chǎn)生震蕩運(yùn)動(dòng)的規(guī)律制成的震蕩現(xiàn)象稱卡門渦街。由于沒有可動(dòng)部件和感壓孔,所以不宜受水中雜質(zhì)影響,也不宜磨損或發(fā)生障礙,但管中流速不宜太低。5)均速管、文丘利流量計(jì):均速管是一種多孔采集斷面流速即能測(cè)知平均流速的裝置其優(yōu)點(diǎn)是便于安裝水頭損失小造價(jià)較低;缺點(diǎn)是流速低時(shí),壓差較小,準(zhǔn)確度低。文丘利流量計(jì)是-種比較可靠穩(wěn)定性好的流量計(jì),但造價(jià)較高。金屬管浮子流量計(jì)是由浮子、錐管、檢測(cè)器等部件組成。浮子組件裝有磁鋼,其作用把是浮子的位移信號(hào)以磁信號(hào)的形式傳輸給檢測(cè)器。檢測(cè)器把這一檢測(cè)到的信號(hào)再以電信號(hào)的形式遠(yuǎn)距離傳輸,并現(xiàn)場(chǎng)指示瞬時(shí)流量值。浮子流量計(jì)具有小流量值、范圍度大、不用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部件磨損小、使用壽命長(zhǎng)、壓力損失小、安裝方便、維修量小、使用周期長(zhǎng)、可遠(yuǎn)距離傳輸流量信號(hào),與計(jì)算機(jī)連用可實(shí)現(xiàn)集中管理。 但也存在不足,如對(duì)于高黏度、大流量、以及兩相以上流體不能測(cè)量。 金屬管浮子流量計(jì)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的理論基礎(chǔ)是“定壓將,變面積“原理。在流動(dòng)的流體中放置一個(gè)軸線與流向平行的浮子,見圖1. 金屬管浮子流量計(jì)本體可以用兩端法蘭、螺紋或軟管與測(cè)量管道連接。當(dāng)流體自下而上流入錐管時(shí),被浮子截流,這樣在浮子上、下游之間產(chǎn)生壓力差,浮子在壓力差的作用下.上升,這時(shí)作用在浮子上的力有三個(gè):流體對(duì)浮子的動(dòng)壓力、浮子在流體中的浮力和浮子自身的重力。只有當(dāng)流體對(duì)浮子的動(dòng)壓力與浮子在流體中所受的浮力之和等于浮子的重力時(shí),浮子就平穩(wěn)地浮在某一位置上。 大量實(shí)驗(yàn)證明,在一定雷諾數(shù)的范圍內(nèi),對(duì)于同一口徑金屬管浮子流量計(jì),流體流速的大小與浮子的形狀有關(guān)。對(duì)于給定的浮子流量計(jì),浮子大小和形狀已經(jīng)確定,因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流體對(duì)浮子的動(dòng)壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當(dāng)來流流速變大或變小時(shí),浮子將作向上或向下的移動(dòng),相應(yīng)位置的流動(dòng)截面積也發(fā)生變化,流動(dòng)截面積與浮子的.上升高度成比例,即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移動(dòng)時(shí),以磁耦合的形式將位置傳遞到外部指示器,直到流速變成平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的速度,浮子就在新的位置上穩(wěn)定。對(duì)于-臺(tái)給定的浮子流量計(jì),浮子在測(cè)量管中的位置與流體流經(jīng)測(cè)量管的流量的大小成一--對(duì)應(yīng)關(guān)系。
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