德國VSEAP1流量計(jì)技術(shù)資料同時(shí)我們還經(jīng)營: 當(dāng)前,在國內(nèi)關(guān)于蒸汽測量方面存在不少誤區(qū),很多用戶往往認(rèn)為購買了高品質(zhì)的流量計(jì)就可以得到準(zhǔn)確的計(jì)量結(jié)果。蒸汽的計(jì)量不同于其它流體如水、空氣等介質(zhì),在實(shí)際測量中影響其精確測量的因素較多,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)流量計(jì)本身檢定合格,而實(shí)際卻感覺計(jì)量“不準(zhǔn)”的現(xiàn)象。影響孔板流量計(jì)對(duì)蒸汽流量準(zhǔn)確計(jì)量的因素主要有以下三個(gè)方面。1.上下游直管段不足 對(duì)于傳統(tǒng)的渦街或孔板流量計(jì),其前后安裝直管段要求分別約為20D和5D。如果上下游直管段不足,則會(huì)導(dǎo)致流體未充分發(fā)展,存在旋渦和流速分布剖面畸變。流速剖面畸變通常由管道局部阻礙(如閥門)或彎管所造成,而旋渦普遍是由兩個(gè)或兩個(gè)以上空間(立體)彎管所引起的。上下游直管段不足可以通過安裝流動(dòng)調(diào)整器來調(diào)整,最簡單有效的辦法是采用對(duì)上下游直管段要求較低的流量計(jì)。2.蒸汽的密度補(bǔ)償不正確 為了正確計(jì)量蒸汽的質(zhì)量流量,必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化,即蒸汽密度補(bǔ)償。不同類型的流量計(jì)受密度變化影響的方式不同。渦街流量計(jì)的信號(hào)輸出只和流速有關(guān),而和介質(zhì)的密度、壓力和溫度無關(guān),差壓式流量計(jì)其質(zhì)量流量與流量計(jì)的幾何外型、差壓平方根和密度平方根有關(guān)。①補(bǔ)償精確度的差異。測溫對(duì)補(bǔ)償精確度影響較大。;如采用相同精度等級(jí)的溫度和壓力感應(yīng)器,測溫誤差引起的密度差異要大于測壓誤差。②壓力測量影響因素。在蒸汽壓力的測量中,由于引壓管內(nèi)冷凝水的重力作用會(huì)使壓力變送器測量到的壓力同蒸汽壓力之間出現(xiàn)一定的差值。測壓誤差如果不予以校正,則會(huì)影響蒸汽密度的計(jì)算,引起流量計(jì)量的誤差。對(duì)于上述現(xiàn)象,可在二次表(流量計(jì)算機(jī)內(nèi))進(jìn)行零點(diǎn)遷移,既簡單又準(zhǔn)確。3.蒸汽干度的影響 目前,用于測量蒸汽流量的孔板流量計(jì)大部分為體積流量計(jì),首先測得體積流量,然后通過蒸汽的密度計(jì)算質(zhì)量流量,也就是假定蒸汽為完全干燥。但是,蒸汽并非完全干燥,如果不考慮蒸汽干度的影響,得出的數(shù)據(jù)會(huì)低于實(shí)際的流量。因此流量計(jì)的二次儀表(流量計(jì)算機(jī))應(yīng)該具有設(shè)置飽和蒸汽干度的功能。但在實(shí)際工況確定蒸汽的干度也很困難。如果能夠改進(jìn)蒸汽流量計(jì)入口處的蒸汽品質(zhì),則能改進(jìn)孔板流量計(jì)的測量精度。1.Modbus通訊協(xié)議概述 Modbus協(xié)議是應(yīng)用于金屬管浮子流量計(jì)電子控制器上的一種通用協(xié)議。通過此協(xié)議,控制器相互之間控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其他設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行集中監(jiān)控,減少了人力成本,提高了生產(chǎn)效率。 Modbus協(xié)議采用主從工作方式,允許一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)通信,每臺(tái)從機(jī)地址由用戶設(shè)定,地址范圍為1~255。通信采用命令,應(yīng)答方式,每一-種命:令幀都對(duì)應(yīng)一-個(gè)應(yīng)答幀。命令幀由主機(jī)發(fā)出,所有從機(jī)都將收到報(bào)文,但只有被尋址的從機(jī)才會(huì)響應(yīng)命令,返回相應(yīng)的應(yīng)答幀。如果命令幀中尋址地址為0,則視為全局廣播,所有從機(jī)把它當(dāng)一條命令執(zhí)行,不返回應(yīng)答幀。 2.Modbus網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸模式 Modbus網(wǎng)絡(luò)通訊可以設(shè)置為兩種傳輸模式:ASCII模式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。筆者介紹的流量計(jì)采用的是RTU模式。RTU模式主要優(yōu)點(diǎn)是:在同樣的波特率下可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。 RTU模式中字節(jié)的格式如下: 編碼系統(tǒng):8位二進(jìn)制,十六進(jìn)制0-9,A-F。 數(shù)據(jù)位:1個(gè)起始位;8個(gè)數(shù)據(jù)位;奇/偶校驗(yàn)時(shí)1個(gè)停止位,無奇偶校驗(yàn)時(shí)2個(gè)停止位。 錯(cuò)誤校驗(yàn)區(qū):循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。 開始和終止都需要至少35個(gè)字符時(shí)間的停頓間隔。 3.Modbus功能碼 Modbus定義的功能代碼范圍為1~127,不同功能的設(shè)備往往只使用其中的一部分。在主機(jī)要求傳輸中,功能代碼告訴從機(jī)要執(zhí)行一一個(gè)什么動(dòng)作。在從機(jī)響應(yīng)傳輸中,如果從機(jī)發(fā)送的功能代碼與主機(jī)發(fā)送的功能代碼相同,則表明從機(jī)已執(zhí)行所要求的功能;如果不同則表明從機(jī)沒有執(zhí)行所要求的功能,返回了一個(gè)錯(cuò)誤信息。 金屬管浮子流量計(jì)設(shè)計(jì)在通訊過程中用03H(讀取內(nèi)部寄存內(nèi)容和10H(刷新多個(gè)寄存器內(nèi)容)兩個(gè)功能。1.合理安裝 換能器是組成超聲波流量計(jì)的主要結(jié)構(gòu),如果換能器安裝不合理,必然會(huì)影響超聲波流量計(jì)的應(yīng)用效果。因此,在具體安裝中,必須充分結(jié)合實(shí)際情況,綜合考慮換能器的安裝位置及打開方式,尤其是在選擇位置上,既要保證換能器可以和上、下直管緊密連接,也要盡量避開變頻調(diào)速器、電焊機(jī)等干擾較大的位置。安裝方式有三種,一種是對(duì)貼安裝,一種是V形安裝,另一種是Z形安裝。如果選擇了多普勒式超聲波流量計(jì),則在安裝中盡量選擇對(duì)貼式安裝方法。如果選擇了時(shí)差式超聲波流量計(jì),既可以選擇V形安裝方式,也可以選擇Z形安裝方式。多數(shù)情況下,如果管徑小于200mm,宜采用V形安裝方式。如果管道直徑大于200mm,則要選擇Z形安裝方式。針對(duì)既能采用Z形安裝方式,也可以采用其他安裝方式的,要盡量選擇Z形方式,因?yàn)椋琙形方式安裝的換能器超聲波信號(hào)最強(qiáng),運(yùn)行過程也比較穩(wěn)定。2.及時(shí)校核 雖然超聲波流量計(jì)具有很強(qiáng)的抗干擾性和抗污染性,但如果長時(shí)間使用,也會(huì)影響運(yùn)行的精度,為解決這一問題,可在超聲波流量計(jì)中配置一臺(tái)同類型的便攜式超聲波流量計(jì),對(duì)現(xiàn)場儀表進(jìn)行定期校核。堅(jiān)持一裝一校核的原則,保證超聲波流量計(jì)選型合理、安裝調(diào)試達(dá)標(biāo),以便對(duì)每臺(tái)安裝之后的超聲波流量計(jì)進(jìn)行合理校核。此外,還要在線對(duì)超聲波流量計(jì)發(fā)生的突變情況進(jìn)行校核,通過便攜式超聲波流量計(jì)開展及時(shí)校核,以找到發(fā)生突變的根源,以便開展有針對(duì)性的檢修和處理。3.定期開展維護(hù) 和傳統(tǒng)流量計(jì)相比,超聲波流量計(jì)的維護(hù)量比較小,尤其是對(duì)外貼式安裝換能器而言,要保證安裝之后沒有水壓損失,也不存在潛在漏水,定期檢查超聲波流量計(jì)中的換能器是否存在松動(dòng)情況,和管道之間的連接情況是否良好,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,保證超聲波流量計(jì)能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中使用智能電磁流量計(jì)的領(lǐng)域是越來越廣了,智能電磁流量計(jì)的測量效果和精度也隨著制造技術(shù)和工藝的不斷進(jìn)步而不斷提高,電磁流量計(jì)的測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律:導(dǎo)電液體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢,測量流量時(shí),導(dǎo)電性液體以速度V流過垂直于流動(dòng)方向的磁場,導(dǎo)電性液體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速成正比的電壓,其感應(yīng)電壓信號(hào)通過二個(gè)或二個(gè)以上與液體直接接觸的電極撿出,并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器通過智能化處理,然后LCD顯示或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4~20ma和0-1khz輸出。這樣,智能電磁流量計(jì)就能測出導(dǎo)電流體的流量了。 我們在電磁流量計(jì)選型時(shí),有一個(gè)重要的選型參數(shù),那就是儀表內(nèi)的襯里材料的選擇,為什么電磁流量計(jì)要進(jìn)行襯里,這是由智能電磁流量計(jì)測量的原理決定的。電磁流量計(jì)一般有一組線圈和兩個(gè)電極,線圈的作用是給流體加上一個(gè)電場,流動(dòng)的導(dǎo)電液體相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律當(dāng)導(dǎo)體切割磁力線時(shí)會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)與速度成正比的電動(dòng)勢,電極的作用就是測量這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢,所以測量管內(nèi)只有電極是與導(dǎo)電液體相連的,其他部分是內(nèi)襯,要保證絕緣,電磁流量計(jì)才能正常工作。如果有磁場的那段金屬管道也與液體相接觸,電磁流量計(jì)所測的導(dǎo)電液體和金屬管之間短路了,就會(huì)有導(dǎo)電,就會(huì)將電勢導(dǎo)走使電磁流量計(jì)無法測量電勢。所以智能電磁流量計(jì)的內(nèi)部都是有襯里的。 并且也是基于這個(gè)原因,我們用電磁流量計(jì)只能來測量導(dǎo)電液體的流量,也就是說智能電磁流量計(jì)對(duì)于所測介質(zhì)的電介常數(shù)有一個(gè)最低的要求,電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測量誤差直致不能使用,超過閾值即使有變化也可以測量,示值誤差變化不大,通用型電磁流量計(jì)電介常數(shù)下限值的閾值在10-4~(5×10-1)S/CM之間,視型號(hào)而異。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 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)率過低就不能使用智能電磁流量計(jì)。 從資料上查到有些純液電導(dǎo)率較低,認(rèn)為不能使用,然而實(shí)際工作中會(huì)遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例,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)率將比查得的更高,也有利于流量測量。 根據(jù)所測量的介質(zhì)的不同,智能電磁流量計(jì)的襯里材料品種選擇也不盡相同,普通的水性介質(zhì),比如污水、離子水等與帶有腐蝕性的液體介質(zhì)(酸堿鹽溶液)所用的襯里材料就不能一樣,包括用來測量的電極的選擇也有所不同,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般情況下選擇襯里材料的指導(dǎo)方法如下。1.普通橡膠,天然橡膠,軟橡膠,硬橡膠。 運(yùn)行溫度60℃,其特點(diǎn)就是富有彈性并且擁有不錯(cuò)的耐磨性能。一般用于城市供排水等領(lǐng)域,耐腐蝕性就相對(duì)較差。2.聚四氟乙烯,也叫PTFE,也叫F4。 比較常用的內(nèi)襯材質(zhì)之一,因?yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,所以一般用于衛(wèi)生級(jí)液體或強(qiáng)腐蝕液體,如濃酸濃堿等。3.聚全氟乙丙烯,也叫F46。 此種材質(zhì)與PTFE類似,但耐磨性能強(qiáng)于PTFE材質(zhì),同樣介質(zhì)溫度最高可達(dá)100℃。4.聚氟合乙烯,也叫Fs。 與F4材質(zhì)類似的特性但承受溫度稍差了一些,一般介質(zhì)溫度不超過80℃,性價(jià)比高,成本較F4材質(zhì)低。5.氯丁橡膠,也叫CR,也叫Neoprene。 其特點(diǎn)為耐磨性能好,且彈性非常出色,一般用于供排水、污水處理等領(lǐng)域。耐腐蝕性能稍差,不耐氧化是它的缺點(diǎn)。6.聚氨酯橡膠,又叫Polyurethane。 擁有極好的耐磨性能,但對(duì)于腐蝕性就顯得能力不足了,且電磁流量計(jì)溫度不得超過80℃,一般用于對(duì)耐磨要求比較高的工礦環(huán)境,如礦漿煤漿等介質(zhì)的測量。7.陶瓷材質(zhì) 陶瓷無疑是所有材質(zhì)中最好的,絕對(duì)的高端產(chǎn)品,唯一缺點(diǎn)就是價(jià)格不接地氣,制作過程復(fù)雜,對(duì)工藝要求極高,售價(jià)超高。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,測量結(jié)果就失去意義。因此,深度校正是現(xiàn)場測試的一個(gè)關(guān)鍵問題。(2)管徑變化對(duì)測量結(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,如果測量環(huán)境與標(biāo)定環(huán)境不同,就會(huì)出現(xiàn)測量誤差。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,因此在儀器測量過程中要搞清楚被測管道的內(nèi)徑,解釋資料時(shí)要扣除因管徑變化引起的測量誤差。大量實(shí)際測量數(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)測量。電磁流量計(jì)如果能連續(xù)測量管柱內(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)測量。電磁流量計(jì)傳感器的接地 為了使電磁流量計(jì)可靠的工作,提高測量精度,不受外界寄生電勢的干擾,傳感器應(yīng)有良好的單獨(dú)接地線,接地電阻<10Ω.在連接傳感器的管道內(nèi)若涂有絕緣層或是非金屬管道時(shí),傳感器兩側(cè)還應(yīng)加裝接地環(huán).a、在金屬管道上的接地方式:金屬管道內(nèi)避沒有絕緣層,按下圖接地.b、 在塑料管道上或有絕緣層、油漆管道上的接地方式:電磁流量計(jì)傳感器上的兩端面應(yīng)加裝接地環(huán),使管內(nèi)流動(dòng)的被測介質(zhì)與大地短接,具有零電位.否則,電磁流量計(jì)無法正常工作.電磁流量計(jì)測量的液體中會(huì)含有一些氣泡,如果氣泡分布均勻,則不影響測量。然而,一旦氣泡變大,整個(gè)電極通過電極時(shí)會(huì)被遮擋,使流量信號(hào)輸入電路瞬間開路,導(dǎo)致輸出信號(hào)抖動(dòng) 如何判斷電磁流量計(jì)的測量誤差是由被測液體中的氣泡組成的?如何處理這種情況?簡單介紹一下 當(dāng)測量效果抖動(dòng)時(shí),磁場的勵(lì)磁回路電流立即被切斷。假設(shè)此時(shí)表面仍有閃爍和不穩(wěn)定現(xiàn)象,說明大部分是由氣泡效應(yīng)引起的 在確定許多氣泡影響電磁流量計(jì)的測量效果后,有必要尋找相應(yīng)的處理方法。假設(shè)由于裝置的定向,許多氣泡混合到液體中。例如,如果電磁流量計(jì)安裝在管道系統(tǒng)的高點(diǎn),儲(chǔ)存氣體或從外部吸入空氣,形成流量計(jì)的晃動(dòng) 這是非常有用的方法來代替裝置的定位,但在很多情況下,裝置的直徑很大,或者設(shè)備的方向不容易改變。建議在電磁流量計(jì)上游安裝集氣袋和排氣閥,以清除殘余氣體,減少影響測量效果的因素,保證測量的準(zhǔn)確性。為了適應(yīng)儀表網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)我們要根據(jù)實(shí)際需要為電磁流量計(jì)配備合適的通信接口.在當(dāng)今單片機(jī)系統(tǒng)的通信中,RS232和RS485標(biāo)準(zhǔn)總線應(yīng)用最為廣泛,技術(shù)也最為成熟.RS232用來連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)(微處理器)之間的串口通信,當(dāng)我們需要一個(gè)更長的距離或者比RS232更快的速度下進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候,RS485就是一個(gè)很好的解決辦法.另外,RS485連接不限于僅僅連接兩臺(tái)設(shè)備.根據(jù)距離,比特率和接口芯片,我們可以用單一導(dǎo)線連接最多256個(gè)節(jié)點(diǎn).為了使電磁流量計(jì)的應(yīng)用范圍更加廣泛,我們選用RS485標(biāo)準(zhǔn)總線來實(shí)現(xiàn)儀表和外部系統(tǒng)的通信. RS485是雙向、半雙工通信協(xié)議,允許多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器掛接在總線上,其中每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都能夠脫離總線.該規(guī)范滿足所有RS422的要求,而且比RS422穩(wěn)定性更強(qiáng).具有更高的接收器輸入阻抗和更寬的共模范圍(-7V至+12V). 接收器輸入靈敏度為士200mV,這就意味著若要識(shí)別符號(hào)或間隔狀態(tài),接收端電壓必須高于+200mV或低于-200mV.最小接收器輸入阻抗為12k,驅(qū)動(dòng)器輸出電壓為±1.5V(最小值)、+5V(最大值). 驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng)32個(gè)單位負(fù)載,即允許總線上并聯(lián)32個(gè)12k的接收器.對(duì)于輸入阻抗更高的接收器,一條總線上允許連接的單位負(fù)載數(shù)也較高.RS485接收器可隨意組合,連接至同一總線,但要保證這些電路的實(shí)際并聯(lián)阻抗不高于32個(gè)單位負(fù)載(375). 采用典型的24AWG雙絞線時(shí),驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗的最大值為54,即32個(gè)單位負(fù)載并聯(lián)2個(gè)120終端匹配電阻.RS485已經(jīng)成為POS、工業(yè)以及電信應(yīng)用中的最佳選擇.較寬的共模范圍可實(shí)現(xiàn)長電纜、嘈雜環(huán)境(如工廠車間)下的數(shù)據(jù)傳輸.更高的接收器輸入阻抗還允許總線上掛接更多器件. 因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口.因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸.RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB.9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB.9(針). 通信接口電路如圖3.13所示,我們選用MAX485作為系統(tǒng)的通信接口芯片.MAX485是MAXIM公司推出的支持RS485協(xié)議的低功耗收發(fā)器,它的驅(qū)動(dòng)器擺率不受限制,可以實(shí)現(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率.它是用于RS.485通信的半雙工低功率收發(fā)器件,包含一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器,具有輸入接收器和輸出驅(qū)動(dòng)器使能管腳.使用一個(gè)半雙工連接的難點(diǎn)就是控制每個(gè)驅(qū)動(dòng)器在什么時(shí)候被啟用,或者處于激活狀態(tài).當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器在傳輸?shù)臅r(shí)候,必須直到它完成傳輸都保持被啟用狀態(tài),然后在一個(gè)應(yīng)答節(jié)點(diǎn)開始響應(yīng)之前切換到禁用狀態(tài).MAX485的控制端RE和DE短接,這樣用一個(gè)信號(hào)可以控制兩種狀態(tài):接收和發(fā)送.RE和DE為“l”時(shí),發(fā)送端接通,數(shù)據(jù)經(jīng)DI腳后,變成傳送的信號(hào)送到傳輸線.RE和DE為“0”時(shí)傳輸線上的信號(hào)經(jīng)MAX485,當(dāng)處于發(fā)送狀態(tài)時(shí),數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)發(fā)送端DI,在輸出端A和B上交替出現(xiàn)高電平:當(dāng)處于接收狀態(tài)時(shí),A和B上交替的高電平信號(hào)經(jīng)MAX485轉(zhuǎn)換成高低電平信號(hào)經(jīng)RO輸出.在電磁流量計(jì)傳輸過程中,交替的高電平保證通信傳輸回路中始終有電流,能實(shí)現(xiàn)可靠通信.1.為了保證電磁流量計(jì)測量管內(nèi)充滿被測介質(zhì),變送器最好垂直安裝,流向自下而上.尤其是對(duì)于液固兩相流,必須垂直安裝。若現(xiàn)場只允許水平安裝,則必須保證兩電極在同一水平面。變送器兩端應(yīng)裝閥門和旁路。2.電磁流量計(jì)信號(hào)比較弱,滿量程時(shí)只有2.5~8mV,且流量很小時(shí),只有幾微伏,外界稍有干擾就會(huì)影響到測量精度。因此,流量計(jì)的外殼、屏蔽線、測量導(dǎo)管都要接地。并要單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn),決不能連接在電機(jī)、電器等公用地線或上、下管道上。3.為了避免干擾信號(hào),安裝地點(diǎn)要遠(yuǎn)離一切磁源(如電機(jī)、變壓器等),不能有震動(dòng)。變送器和轉(zhuǎn)換器之間的信號(hào)必須用屏蔽導(dǎo)線傳輸。不允許把信號(hào)電纜和電源線平行放在同一電纜鋼管內(nèi)。信號(hào)線越短越好,長度一般不得超過30m。轉(zhuǎn)換器應(yīng)盡量接近變送器c4.為了避免流速分布對(duì)流速的影響,產(chǎn)生測量誤差。流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)設(shè)置在變送器下游. 因此,在電磁流量計(jì)前必須有5~10D左右的直管段,以消除各種局部阻力對(duì)流線分布對(duì)稱性的影響。德國VSEAP1流量計(jì)技術(shù)資料渦輪流量計(jì)作為速度式儀表,以動(dòng)量矩守恒為基礎(chǔ),渦輪流量計(jì)基本力矩平衡方程為[1]: 式中 Tb一軸與軸承的粘性摩擦阻力矩(流動(dòng)產(chǎn)生的力矩); Td一渦輪流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩; Th一輪轂表面的粘性阻力矩; Tm一磁電阻力矩和軸與軸承的機(jī)械摩擦阻力矩之和; T1一葉片頂端與傳感器外殼的粘性摩擦阻力矩; Tw一輪轂端面粘性摩擦阻力矩; J一渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; ɷ-渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。 當(dāng)流速較低時(shí),渦輪流量計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)角速度ɷ非常低,接近于0,Tb和Tw也可以忽略不計(jì)。在這種情況下,式(1)可以簡化為: 由式(2)可以看出提高驅(qū)動(dòng)力矩是降低渦輪流量計(jì)啟動(dòng)排量的一-條捷徑。如圖1所示,傳統(tǒng)渦輪流量計(jì)入口端是直管段和軸向?qū)Я髌?流體流經(jīng)渦輪葉片之前只有軸向速度,對(duì)渦輪的驅(qū)動(dòng)力矩只是對(duì)渦輪葉片作用力的徑向分力產(chǎn)生的力矩。因?yàn)闇u輪葉片螺旋角為45°,如果將導(dǎo)流片改為螺旋角為-45°的螺旋導(dǎo)流片(圖2),當(dāng)流體進(jìn)入導(dǎo)流片時(shí)會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),方向與渦輪葉片正交,使得流體在軸向流動(dòng)速度不變的基礎(chǔ)上增加了徑向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),流體的旋轉(zhuǎn)方向與渦輪葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致,在相同流量條件下,增加了流體對(duì)渦輪葉片的驅(qū)動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)降低啟動(dòng)排量和提高分辨率的目的,整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。日常工作中如果正確保養(yǎng)渦街流量計(jì),可以有效延長其使用壽命,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,通過流量儀表間的改造,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)別探頭檢測孔已被污物堵塞,甚至被塑料布裹住,影響了正常測量。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。電磁流量計(jì)傳感器得到的測量信號(hào)很弱,一般為微伏、毫伏級(jí)別,要進(jìn)行精確測量就需要對(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,這樣簡化得到圖2.12。由于超聲波流量計(jì)傳感器的安裝位置,被測管路的狀態(tài)對(duì)測量精度有很大影響,因此請(qǐng)選擇滿足下列條件的場所。1.管道圓度好,內(nèi)表面光滑,管壁均勻。2.上游側(cè)5D,下游側(cè)3D以上的直管段,注“D為管道內(nèi)徑”。3.被測管路必須充滿液體。4.必須有足夠的空間易于傳感器的安裝與操作。5.在水平的被測管路,傳感器不應(yīng)裝在管道的頂部和底部,并避開管道凹凸不平及有焊縫處。超聲波流量計(jì)傳感器的安裝1.在已定的安裝位置周圍比傳感器約大一倍的面積上,將管壁上的油漆、鐵銹、污垢等清除干凈,擦凈露出金屬應(yīng)無凹凸不平。2.將緊固件安裝在管道上,用不銹鋼帶將其固定在管道上,不應(yīng)松動(dòng)。3.鋪設(shè)好電纜由電纜接入孔接到接線盒中的接線端子上。4.每個(gè)傳感器換能器正面,涂上一厚層耦合劑(黃油)后,將傳感器換能器面與管壁接觸,放置在緊固組件中,并用壓緊蓋板將傳感器壓緊,耦合劑應(yīng)從傳感器四周的縫隙中擠出,形成一道密封條。緊固螺銓鈕緊,注意四個(gè)螺銓用力要均勻,不要使傳感器偏移。1.流量測量 現(xiàn)階段,渦輪流量計(jì)對(duì)脈動(dòng)流的直接測量還存在很大困難,但可通過誤差方程分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和專業(yè)的脈動(dòng)流量誤差檢測設(shè)備檢測分析某一特定脈動(dòng)流的測量誤差。前兩種方法基于脈動(dòng)流的振幅和頻率的可測量性,振幅和頻率的測量可通過激光多普勒技術(shù)、熱線風(fēng)速儀法等。專業(yè)的脈動(dòng)流量誤差檢測設(shè)備已有設(shè)備制造廠家在生產(chǎn)。1.1誤差方程分析 通過對(duì)機(jī)翼理論的研究,可列出涉及慣量、夾角、葉輪半徑、角速度等參數(shù)的誤差運(yùn)動(dòng)方程,通過編程可求得針對(duì)某一特定渦輪流量計(jì)的不同振幅和頻率脈動(dòng)流的測量誤差。依據(jù)動(dòng)量守恒定律,可列出包含流速、切線速度等參數(shù)的非線性微分方程,通過計(jì)算和分析可理論推導(dǎo)測量誤差。1.2實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 現(xiàn)場實(shí)測脈動(dòng)流的特性,采用已知標(biāo)準(zhǔn)體積壓縮空氣,在實(shí)驗(yàn)室模擬脈動(dòng)流,將測量值與標(biāo)準(zhǔn)體積進(jìn)行對(duì)比,分析測量誤差。1.3誤差檢測設(shè)備檢測 上海某公司生產(chǎn)的一種燃?xì)饷}動(dòng)流誤差檢測設(shè)備,可較精確地測得脈動(dòng)誤差值,但暫未在山西省廣泛應(yīng)用。在絕大多數(shù)燃?xì)夤镜膶?shí)際運(yùn)行管理過程中,脈動(dòng)流的特性參數(shù)無法在日常運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取,因此,主要定性地說明脈動(dòng)流對(duì)渦輪流量計(jì)計(jì)量偏差的影響。2.測量誤差 已有很多學(xué)者針對(duì)脈動(dòng)流對(duì)計(jì)量的影響進(jìn)行了研究。分析結(jié)果可知,由于葉輪受流體加速影響小,受流體減速影響大,計(jì)量始終存在正供銷差。此外,正供銷差取決于脈動(dòng)流的振幅和頻率,整體來說,如果脈動(dòng)流頻率大于葉輪角頻率時(shí)正供銷差值較大,脈動(dòng)振幅增大時(shí)正供銷差值也隨之增大。3.脈動(dòng)流對(duì)計(jì)量結(jié)果影響 A分輸站渦輪流量計(jì)距離上游最近的壓縮站(往復(fù)式壓縮機(jī)增壓)不到7km,且該分輸站工藝布置緊湊。據(jù)實(shí)地測量,流量計(jì)上游直管段長度約為6Dn(Dn為渦輪流量計(jì)口徑,mm),下游直管段長度約為4Dn。此外,7km管道沿線地勢高低不平,加之煤層氣氣質(zhì)水含量較大,導(dǎo)致在低洼處極易形成積液,積液也會(huì)造成脈動(dòng)流。 2020年8—10月期間,下游公司發(fā)現(xiàn)正供銷差持續(xù)增大時(shí),對(duì)A分輸站和B分輸站的渦輪流量計(jì)進(jìn)行了標(biāo)定,但標(biāo)定結(jié)果均為合格。隨后下游公司在2020年11月5—7日對(duì)A至B分輸站段管線進(jìn)行了清管作業(yè),共清出污水雜質(zhì)約23t,清管完成后正供銷差明顯減小。清管前后實(shí)際供銷差數(shù)據(jù)如表6所示。 除此之外,通過日常對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的運(yùn)行監(jiān)測,供氣瞬時(shí)流量每次顯示數(shù)據(jù)都在變化,且在一定時(shí)間內(nèi)在1個(gè)值上下頻繁波動(dòng)(波動(dòng)幅度約為依20%)。綜合上述情況,該輸氣管道存在脈動(dòng)流的可能性很大。脈動(dòng)流會(huì)造成正供銷差影響,對(duì)下游接氣單位不利,因此有必要對(duì)脈動(dòng)流的影響進(jìn)行修正。電磁流量計(jì)是一種用來測量導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的儀表。為了確保電磁流量計(jì)測量的準(zhǔn)確性以及工作的穩(wěn)定性,需要定期對(duì)其做一次全面檢查,接下來開流儀表來給大家說說檢查的具體內(nèi)容。1.零點(diǎn)檢查 整機(jī)零點(diǎn)檢查的技術(shù)要求是:流量傳感器測量管充滿液體且無流動(dòng),通常轉(zhuǎn)換器單獨(dú)零點(diǎn)為負(fù)值,數(shù)值也很小;如果其絕對(duì)值大于滿量程的5%就需要先做檢查,待確認(rèn)原因后再作調(diào)整。2.連接電纜檢查 該項(xiàng)檢查內(nèi)容是檢查信號(hào)線與勵(lì)磁線各芯導(dǎo)通和絕緣電阻,檢查各屏蔽層接地是否完好。3.轉(zhuǎn)換器檢查 該項(xiàng)檢查內(nèi)容是用通用儀表以及流量計(jì)型號(hào)相匹配的模擬信號(hào)器代替?zhèn)鞲衅魈峁┝髁啃盘?hào)進(jìn)行調(diào)零和校準(zhǔn)。校準(zhǔn)包括零點(diǎn)檢查和調(diào)整,設(shè)定值檢查,勵(lì)磁電流測量,電流/頻率輸出檢查等。4.電磁流量計(jì)傳感器檢查 測量勵(lì)磁線圈的電阻,測量電極接液電阻以評(píng)估電極表面受污穢和襯里附著層狀況;檢查各部位絕緣電阻以判斷零件劣化程度,以估算清洗附著層前后因流動(dòng)面積變化引入的流量值變化。德國VSEAP1流量計(jì)技術(shù)資料
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