德國VSEVHM03流量計定做同時我們還經(jīng)營：流量計中有一款叫做氣體渦輪流量計，對于不常用到的用戶來說肯定很陌生。如果您使用過此款流量計時一定會給它本身的優(yōu)點所吸引。那么針對那些對于氣體渦輪流量計認(rèn)識不是很深的用戶今天我們就來介紹一下關(guān)于氣體渦輪流量計的組成還有它的工作原理更重要的還有它的儀表系數(shù)的計算方法介紹：　　氣體渦輪流量計是一種速度式流量計，是近些年來迅速發(fā)展起來的新型儀表，這種流量計具有精度高、壓力損失小、量程比大等優(yōu)點，可測量多種氣體或液體的瞬時流量和流體總量，并可輸出0-10mA?DC或4-20mA?DC信號，與調(diào)節(jié)儀表配套控制流量。氣體渦輪流量計的組成　　氣體渦輪流量計主要由渦輪流量變送器和指示積算儀組成[1]。渦輪流量變送器把流量信號轉(zhuǎn)換成電信號，由指示積算儀顯示被測介質(zhì)的體積流量和流體總量。氣體渦輪流量計的工作原理　　流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力矩之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片具有導(dǎo)磁性，它處于信號檢測器(由永久磁鋼和線圈組成)的磁場中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性地改變線圈地磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號，此信號經(jīng)過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形波，可遠(yuǎn)傳至顯示儀表，顯示出流體的體積流量或總量。氣體渦輪流量計儀表系數(shù)的理論表達(dá)式　　作用在渦輪上的力矩可分為以下幾個：流體通過渦輪時對葉片產(chǎn)生的切向推動力矩M1;流體沿渦輪表面流動時產(chǎn)生的粘滯摩擦力矩M2;軸承的摩擦力矩M3;磁電轉(zhuǎn)換器對渦輪產(chǎn)生的電磁反作用阻力矩M4。　　由此可建立渦輪的運動微分方程：(1)式中：J為渦輪的轉(zhuǎn)動慣量;ω為渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度;τ為時間。當(dāng)流量恒定時，渦輪達(dá)到勻速轉(zhuǎn)動，所以M1=M2+M3+M4。推動力矩可表示為：M1=a1qv2-a2ωqv (2)式中：a1、a2為與渦輪傳感器結(jié)構(gòu)和流體密度有關(guān)的系數(shù);qv為流量，L/s。由于氣體渦輪流量計在量程范圍內(nèi)屬于紊流工作區(qū)，固以下計算只考慮紊流時的情況。反作用力矩中的M2，在紊流時可近似表示為：M2= a3qv2 (3)通常M3和M4相對于M2比較小，但為了提高計算精度，這里根據(jù)文獻(xiàn)[3]推導(dǎo)出了它們的表達(dá)式：M3=a4ω2/3 (4)M4=a5ω3 (5)分別將式(2)、(3)、(4)、(5)帶入式(1)并經(jīng)整理可得：qv2 - a6ωqv = a7ω2/3 + a8ω3 (6)式中：a6、a7、a8為經(jīng)整理后的綜合系數(shù)。電磁流量計是一種測量導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)儀表，在進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測顯示的同時，可輸出標(biāo)準(zhǔn)的電流信號，供記錄、調(diào)節(jié)、控制使用，實現(xiàn)檢測自動控制，并可實現(xiàn)信號的遠(yuǎn)距離傳送?！　　　≈悄茈姶帕髁坑嬀哂芯雀摺㈧`敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在供水企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景，特別是在大口徑、安裝環(huán)境好的工廠、居民區(qū)等場所，雖然智能電磁流量計的使用已經(jīng)非常成熟。但是，仍有一些問題需要注意。一、信號傳輸問題：　　　　電磁流量計在區(qū)域管網(wǎng)中運行時，可以為城市供水調(diào)度提供一定的決策信息。因此，用戶對電磁流量信號的實時性和連續(xù)性提出了更高的要求。如果智能電磁流量計能完成儀器本身信號的自動轉(zhuǎn)換和無線傳輸，減少數(shù)據(jù)采集的兼容或相互轉(zhuǎn)換等困擾，那將為企業(yè)的使用提供便利，也將為儀表的推廣應(yīng)用增加更大的優(yōu)勢。二、電源問題：　　　　目前智能電磁流量計不自帶電源，造成了室外安裝不方便，一旦斷電，將造成用作結(jié)算水表的流量計數(shù)據(jù)缺失，這樣對其斷電時段缺失水量的計量與推算也就提出了新的問題。若電磁流量計能自帶電源，就能從根本上解決這一問題，也將促進(jìn)其在結(jié)算水表中的推廣應(yīng)用。三、防雷問題：　　　　電磁流量計在雷雨天氣覆蓋較廣的地區(qū)防雷是個重要的工作。在嚴(yán)格做好接地、電源保護(hù)后，在空曠地區(qū)安裝的電磁流量計被雷擊的概率還是很高。所以簡單有效的辦法是提高流量計自身的防雷性能，如不能根本性解決，則應(yīng)對其內(nèi)部電路進(jìn)行分離保護(hù)，這樣即使雷擊損壞，也能降低更換成本。電磁流量計外殼用不銹鋼,測量管內(nèi)壁用聚四氟乙烯,轉(zhuǎn)換器封閉在一個長方體金屬殼內(nèi)，內(nèi)部電路板上有一四位數(shù)的數(shù)據(jù)盤,可作測量值的指示器。變送器與轉(zhuǎn)換器之間通過兩根電纜連接,變送器安裝在管道上,轉(zhuǎn)換器固定在旁邊的框架上。這種流量計無論零點還是量程都不能白行調(diào)整，只能在指定廠家標(biāo)定,使用很不方便。該流地計投用運行還未到-年,指示便出現(xiàn)了故障經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變送器電路板發(fā)生腐蝕,有幾只晶體三極管管腳已經(jīng)銹斷,當(dāng)時并沒有引起我們足夠的重視,只是更換幾只三極管便又重新裝上,這樣修復(fù)后該表又運行幾個月，然后又失去指示。當(dāng)我們再次檢查該表時,發(fā)現(xiàn)變送器的電路板及電纜已全部腐蝕掉，于是該表報廢。這才引起我們的警覺，原來因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近,停車時排放的及平時泄漏的氨和甲銨以及夾帶的氨氣常環(huán)繞在該表周圍,致使該表一直工作在腐蝕性環(huán)境中，加上我們只注意該表的耐腐蝕特點,而忽略該表的脆弱性,最終導(dǎo)致該表的損壞。  在安裝時,為防止腐蝕性氣體侵入電子室,在接線盒蓋邊緣及電纜接頭處全部用硅橡膠密封,并用水電兩用膠帶加以封固,以達(dá)到防腐的目的。該表投用后運行一年多時間，便再次發(fā)生了同樣故障，變送器電路板及電纜又被腐蝕,表又損壞。  事故的不斷發(fā)生，使我們對腐5蝕問題進(jìn)行仔細(xì)的思考，為什么變送器密封那么好還會腐蝕?而與變送器僅半米之遙的轉(zhuǎn)換器卻安然無恙?經(jīng)過仔細(xì)的觀察和分析,發(fā)現(xiàn)安裝變送器的管道因流速高,一直在不停地輕微震動,密封膠很容易松動而脫落,不停的震動又為氨氣的侵入增加了助動力,而固定在框架上的轉(zhuǎn)換器,由于沒有震動，各密封口完好，因此沒有腐蝕。  找到了出故障的原因，也就找到了排除故障的措施。這種電磁流量計較前兩種要先進(jìn)得多,它采用微處理器技術(shù),在轉(zhuǎn)換器上有一雙排液晶顯示器,在顯示器下邊有三個按鈕,通過它們可以對流量計的參數(shù)進(jìn)行組態(tài)設(shè)定,并可翻看流量計的有關(guān)參數(shù)設(shè)置。該表具有比較強(qiáng)的外部通信接口能力,能以模擬和數(shù)字方式與其它外設(shè)通信，并帶有很強(qiáng)的自診斷功能,參數(shù)的輸入及選擇以數(shù)據(jù)直接輸入及主副菜單選擇方式進(jìn)行,可方便地進(jìn)行零點調(diào)整和量程設(shè)定,操作十分方便。為了保證這塊表能安全運行,我們在吸取前兩次教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,采取另-種防腐措施即吹氣防腐法。這種方法的原理是設(shè)法使變送器接線盒內(nèi)純凈氣體壓力增大,致使有害氣體不能侵入接線盒內(nèi)，從而達(dá)到防腐目的。具體方法是在電磁流量計的電子室上打兩個小孔,一個進(jìn)氣,一個排氣,然后接上儀表空氣,讓空氣保持微小流量，電子室內(nèi)純凈氣的壓力高于大氣壓，氣流只能從孔隙由內(nèi)向外流動,從而阻止有害氣體的侵入,起到防腐作用。該表投入運行后,效果一直很好，在時隔兩年的1994年大修中,打開電子室檢查,沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕，可見吹氣防腐確實起到了作用?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中使用智能電磁流量計的領(lǐng)域是越來越廣了，智能電磁流量計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動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，測量流量時，導(dǎo)電性液體以速度V流過垂直于流動方向的磁場，導(dǎo)電性液體的流動感應(yīng)出一個與平均流速成正比的電壓，其感應(yīng)電壓信號通過二個或二個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4～20ma和0－1khz輸出。這樣，智能電磁流量計就能測出導(dǎo)電流體的流量了?！　∥覀冊陔姶帕髁坑嬤x型時，有一個重要的選型參數(shù)，那就是儀表內(nèi)的襯里材料的選擇，為什么電磁流量計要進(jìn)行襯里，這是由智能電磁流量計測量的原理決定的。電磁流量計一般有一組線圈和兩個電極，線圈的作用是給流體加上一個電場，流動的導(dǎo)電液體相當(dāng)于一個導(dǎo)體，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律當(dāng)導(dǎo)體切割磁力線時會相應(yīng)產(chǎn)生一個與速度成正比的電動勢，電極的作用就是測量這個感應(yīng)電動勢，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，電磁流量計所測的導(dǎo)電液體和金屬管之間短路了，就會有導(dǎo)電，就會將電勢導(dǎo)走使電磁流量計無法測量電勢。所以智能電磁流量計的內(nèi)部都是有襯里的。　　并且也是基于這個原因，我們用電磁流量計只能來測量導(dǎo)電液體的流量，也就是說智能電磁流量計對于所測介質(zhì)的電介常數(shù)有一個最低的要求，電導(dǎo)率低于閾值會產(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，通用型電磁流量計電介常數(shù)下限值的閾值在10-4~(5×10-1)S/CM之間，視型號而異。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?！　馁Y料上查到有些純液電導(dǎo)率較低，認(rèn)為不能使用，然而實際工作中會遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實例，雜質(zhì)對增加電導(dǎo)率有利。對于水溶液，資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實驗室測得的，實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?！　「鶕?jù)所測量的介質(zhì)的不同，智能電磁流量計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，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?！　∵\行溫度60℃，其特點就是富有彈性并且擁有不錯的耐磨性能。一般用于城市供排水等領(lǐng)域，耐腐蝕性就相對較差。2.聚四氟乙烯，也叫PTFE，也叫F4?！　”容^常用的內(nèi)襯材質(zhì)之一，因為其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，所以一般用于衛(wèi)生級液體或強(qiáng)腐蝕液體，如濃酸濃堿等。3.聚全氟乙丙烯，也叫F46?！　〈朔N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?！　∨cF4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℃，性價比高，成本較F4材質(zhì)低。5.氯丁橡膠，也叫CR，也叫Neoprene?！　∑涮攸c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。6.聚氨酯橡膠，又叫Polyurethane?！　碛袠O好的耐磨性能，但對于腐蝕性就顯得能力不足了，且電磁流量計溫度不得超過80℃，一般用于對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，絕對的高端產(chǎn)品，唯一缺點就是價格不接地氣，制作過程復(fù)雜，對工藝要求極高，售價超高。1.差壓管路堵塞，疏通差壓管路；2.差壓計故障，檢查差壓計；3.差壓變送器示值明顯偏離，應(yīng)檢查尺示值；4.節(jié)流元件安裝方向有誤，重新安裝節(jié)流元件；5.被測介質(zhì)工況參數(shù)與設(shè)計節(jié)流裝置時采用的參數(shù)不一致，按相關(guān)公式修正，必要時應(yīng)重新計算差壓值；6.孔板流量計前后直管段長度不夠，應(yīng)調(diào)整直管段長度；7.直管段內(nèi)徑超差，實測直管段內(nèi)徑，重新計算最大流量；8.節(jié)流孔徑超差，實測節(jié)流孔徑，重新計算最大流量；9.節(jié)流元件變形，更換節(jié)流元件；10.節(jié)流元件上有附著物，清洗更換節(jié)流元件；11.孔板的尖銳一側(cè)應(yīng)該迎向流體流向為入口端，呈喇叭形的一側(cè)為出口端。如果裝反了，顯示將會偏小很多 ?！　〗鉀Q辦法：檢查孔板安裝方向，正確安裝孔板。12.孔板的入口邊緣磨損，如果孔板使用時間較長，特別是在被測介質(zhì)夾雜固體顆粒等雜物情況下，都會造成孔板的幾何形狀和尺寸的變化，如果造成開孔變大或開孔邊緣變鈍，測量壓差就會變小，流量顯示就會偏低?！　〗鉀Q辦法：對孔板進(jìn)行重新加工。13.變送器零點漂移：如果使用時間較長，變送器的零點可能會發(fā)生漂移，如果是負(fù)漂移，顯示壓差將會減小，顯示的流量也會減小?！　〗鉀Q辦法：對變送器的零點進(jìn)行校正。14.上下游直管段長度不夠，上下游直管段如果不夠長，氣體將得不到充分發(fā)展，會使計量結(jié)果造成較大誤差，如果上游在規(guī)定直管段內(nèi)存在多個彎頭，將使計量結(jié)果偏低?！　〗鉀Q辦法：改造蒸汽管道，是上下游直管段長度達(dá)到規(guī)定要求。在節(jié)流裝置前加整流器。15.差壓變送器的三閥組漏氣，如果三閥組中的高壓閥貨平衡閥漏氣，將會導(dǎo)致測量差壓值減小，測量結(jié)果就會偏低?！　〗鉀Q辦法：如果三閥組中的高壓閥門漏氣，將該閥門進(jìn)行緊固，必要時進(jìn)行更換，如果三閥組中的平衡閥內(nèi)漏，將該閥門進(jìn)行緊固，必要時進(jìn)行更換。電磁流量計的特點  電磁流量計的原理決定了其具備如下特點: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、泥沙等對葉輪的纏、卡及對旋渦發(fā)生體和探頭的包圍等因素造成的計量不準(zhǔn)或計量停止的現(xiàn)象。2.測量不受被測液體的密度、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，可在不停被測介質(zhì)的情況下對電極進(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。5.儀表采用了:態(tài)方波勵磁技術(shù)，先進(jìn)的小信號處理技術(shù)和軟件技術(shù)，抗干擾性能強(qiáng)，精度穩(wěn)定可靠。6.儀表不能測址氣體、油品、有機(jī)溶劑等不導(dǎo)電介質(zhì)。電磁流量計應(yīng)用與效果我們在安裝使用過程中,除了滿足常規(guī)的要求外,著重強(qiáng)調(diào)了如下幾點:1.選擇的安裝地點保證了電磁流量計在計量時傳感器內(nèi)時刻注滿介質(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.安裝流量計時做了面積約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.由于安裝地點離電機(jī)和配電盤較近,為防止電磁干擾,我們把整個一體式流量計用鐵箱全部罩住進(jìn)行了屏蔽，并將屏蔽鐵箱單獨可靠接地(抄讀數(shù)字時打開鐵箱讀數(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的輸出。出現(xiàn)孔板流量計反向安裝這種情況的原因有二：1.操作人員未進(jìn)行崗前培訓(xùn),技術(shù)不熟練,不熟悉工藝流程走向；2.由于操作人員在更換孔板,清洗檢查節(jié)流裝置,進(jìn)行工藝改造安裝時,或在進(jìn)行訓(xùn)練的過程中,粗心大意，現(xiàn)場監(jiān)督,檢驗不到位等.出現(xiàn)此情況時,孔板下游銳角邊經(jīng)緣朝向上游,其結(jié)果將直接影響計量偏低,反映在現(xiàn)場是差壓下降一個臺階,而由于現(xiàn)場原因未能及時發(fā)現(xiàn)并糾正.其引起流量偏低的影響率,據(jù)國外實驗研究資料數(shù)據(jù)為-12%~-17%,一般情況下,雷諾數(shù)不變時,高β值與低β值之間的流量偏差值為±2%,管徑雷諾數(shù)越低,其流量偏差越大。　　此外,在更換孔板以后,其配套產(chǎn)量計算參數(shù)必須同步更換,否則會出現(xiàn)相當(dāng)大的正負(fù)偏差,若由小孔徑換大孔徑,參數(shù)未更換,則流量計量將偏高;反之,流量計量將偏低,在日輸氣量大的用戶計量中,造成的損失將是很大,甚至是難以彌補(bǔ)的。　　從以上分析,我們不難看出,孔板流量計反向安裝,參數(shù)的錯誤是可以通過操作人員認(rèn)真仔細(xì)的操作,培訓(xùn)來杜絕的,在天然氣商品貿(mào)易結(jié)算中,是絕對不允許有此現(xiàn)象發(fā)生的,所以制定一套科學(xué)的嚴(yán)格的現(xiàn)場計量監(jiān)督制度是很有必要且很重要的。1.渦街流量計的測量范圍較大,一般10:1,但測量下限受許多因素限制:Re>10000是渦街流量計工作的最基本條件,除此以外,它還受旋渦能量的限制,介質(zhì)流速較低,則旋渦的強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)速度也低,難以引起傳感元件產(chǎn)生響應(yīng)信號,旋渦頻率f也小,還會使信號處理發(fā)生困難。測量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)(如磁敏式一般不超過400Hz)和電路的頻率限制,因此設(shè)計時一定要對流速范圍進(jìn)行計算、核算,根據(jù)流體的流速進(jìn)行選擇。使用現(xiàn)場環(huán)境條件復(fù)雜,選型時除注意環(huán)境溫度、濕度、氣氛等條件外,還要考慮電磁干擾。在強(qiáng)干擾如高壓輸電電站、大型整流所等場合,磁敏式、壓電應(yīng)力等儀表不能正常工作或不能準(zhǔn)確測量。2.振動也是該類儀表的一大勁敵。因此在使用時注意避免機(jī)械振動,尤其是管道的橫向振動(垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動),這種影響在流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計上是無法抑制和消除的。由于渦街信號對流場影響同樣敏感,故直管段長度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動條件時,是不宜選用的。即使是抗振性較強(qiáng)的電容式、超聲波式,保證流體為充分發(fā)展的單向流,也是不可忽略的。3.介質(zhì)溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響。如壓力應(yīng)力式渦街流量計不能長期使用在300℃狀態(tài)下,因其絕緣阻抗會由常溫下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,輸出信號也變小,導(dǎo)致測量特性惡化,對此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu)。在測量系統(tǒng)中,傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離安裝方式,以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。渦街流量計是一種比較新型的流量計,處于發(fā)展階段,還不很成熟,如果選擇不當(dāng),性能也不能很好發(fā)揮。只有經(jīng)過合理選型、正確安裝后,還需要在使用過程中認(rèn)真定期維護(hù),不斷積累經(jīng)驗,提高對系統(tǒng)故障的預(yù)見性以及判斷、處理問題的能力,從而達(dá)到令人滿意的效果。1.計量原理　　流體通過渦輪流量計時，流速被轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速再被轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號，最后在計數(shù)器上進(jìn)行顯示和累計。目前，絕大多數(shù)渦輪流量計都為一體化智能流量計，除上述機(jī)械計量部分外，還包括1臺體積計算儀，依據(jù)實測工況流量、取壓口實測壓力、測溫口實測溫度及內(nèi)部設(shè)定的一些固定參數(shù)進(jìn)行計算，將工況體積轉(zhuǎn)換為可貿(mào)易交接的天然氣體積，其原理如圖1所示。2換算原理2.1工作條件下的體積流量計算實用公式工作條件下的體積流量計算實用公式如式(1)所示：式(1)中，qf為工作條件下的體積流量，m3/s；f為輸出工作頻率，Hz，由頻率計采集；k為系數(shù)，m-³，可按流量計銘牌給定值。2.2標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量換算實用公式標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量換算實用公式如式(2)所示：式(2)中，qn為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量，m3/s；pf為工作條件下的絕對靜壓力，MPa；pn為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的絕對靜壓力，MPa；Tn為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的熱力學(xué)溫度，K；Tf為工作條件下的氣體絕對溫度，K；Zn為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的氣體壓縮因子；Zf為工作條件下的氣體壓縮因子?！　」ぷ鳁l件下的壓力和溫度的準(zhǔn)確度取決于測量儀表。標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的絕對靜壓力為101.325kPa，熱力學(xué)溫度為293.15K。輸出工作頻率由頻率計采集得到。在不考慮渦輪流量計測量誤差的基礎(chǔ)上，研究范圍可進(jìn)一步縮小，可主要從天然氣組分對計量的影響和脈動流對計量的影響兩方面進(jìn)行研究。德國VSEVHM03流量計定做在電磁流量計安裝過程中,確保：　　流動方向與傳感器上的流動箭頭方向一致(如果存在)?！　∷蟹ㄌm螺栓都已緊固到最大扭矩值?！　x表安裝不存在機(jī)械應(yīng)力(扭轉(zhuǎn),彎曲),法蘭型/夾持型的配對法蘭保持軸對稱與平行條件,且使用適當(dāng)?shù)膲|圈?！　|圈未伸入流動區(qū),否則可能導(dǎo)致漩渦, 從而影響儀表的精度?！　」苈凡粫趦x表上產(chǎn)生任何力或力矩?！　★@示面向用戶?！　‰娎|接頭中的保護(hù)塞只能在接線時拆除?！　∵h(yuǎn)程安裝的轉(zhuǎn)換器一定要安裝在基本無振動的位置?！　∞D(zhuǎn)換器不可直接暴露在陽光中(配有一個遮陽裝置) 。推薦的安裝條件　　電磁流量計管道必須始終充滿介質(zhì)?！　‰姌O軸最好水平安裝,反之,則與水平方向夾角不超過45°(圖1)　　管路稍微傾斜,以便排氣,參見圖2?！　〈嬖谀p時應(yīng)垂直安裝,流向向上,最大3m/s(圖3)　　閥門和關(guān)閉裝置應(yīng)安裝在下游?！　τ谧杂闪鬟M(jìn)流出管道,應(yīng)提供合適的反轉(zhuǎn)管,確保管路始終充滿介質(zhì)(圖4)　　對于自由流出管道,不要在最高點或者向下的管路上安裝儀表(傳感器管道可能會排空或者處出現(xiàn)氣泡),(圖5)  氣體渦輪流量計中渦輪結(jié)構(gòu)有焊接式和整體式,焊接式渦輪將葉片和輪轂焊接,整體式渦輪利用先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)直接加工成型。葉片型式主要有平板式和螺旋式,平板式葉片主.要應(yīng)用于大外徑焊接式渦輪,而螺旋式葉片應(yīng)用較為廣泛;材料主要有鋁合金和不銹鋼,鋁合金與不銹鋼相比具有自重較輕,工藝性好等特點;渦輪平均直徑受流量計流通管徑即型號的限制,可作為定參數(shù)處理;葉片數(shù)量選取主要考慮重疊度對儀表性能的影響,---般取13~20;葉片角度直接影響氣體介質(zhì).對其產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的大小，氣體介質(zhì)對渦輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩公式為   式中:Td為驅(qū)動力矩,N.m;fd為周向驅(qū)動力,N;u1為介質(zhì)入口速度,m/s;ɷ為渦輪角速度,rad/s。   綜上述所述,采用整體式葉輪結(jié)構(gòu),螺旋型葉片，葉片數(shù)量為20。對于螺旋型葉片,需要確定葉片的螺旋角,根據(jù)式(2),要得到最大推動力矩,葉片螺旋角應(yīng)為45°,但力矩公式是根據(jù)葉柵繞流計算得到,難免會和實際工況有所偏差。參考常用葉片角度,選取35°.45°和55°螺旋升角渦輪作為實驗對象,氣體渦輪流量計渦輪結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖2所示。針對傳統(tǒng)電磁流量計用信號電纜的易受電磁干擾和內(nèi)部產(chǎn)生較大噪音的性能缺陷，首先根據(jù)電磁流量計用信號電纜的特點及其運行環(huán)境要求設(shè)計了多種結(jié)構(gòu)方案,而后綜合考慮電纜抗電磁干擾水平、內(nèi)部噪音水平、工藝的實現(xiàn)難度和制造成本等因素對相關(guān)設(shè)計方案進(jìn)行反復(fù)篩選，最終確定了新型低噪音電磁流量計用信號電纜的結(jié)構(gòu)。　　該新型電纜的結(jié)構(gòu)如圖1所示。導(dǎo)體為單股退火鍍錫軟銅線,以提高導(dǎo)體的導(dǎo)電性和防腐蝕性。在導(dǎo)體外繞包一層薄F4(聚四氟Z烯)半導(dǎo)電帶,有利于降低導(dǎo)體和絕緣之間的摩擦起電噪音。絕緣采用材料較為純凈.介電常數(shù)較小具有一定彈性的聚丙烯絕緣級材料,并采用擠壓式擠出,減小絕緣層與導(dǎo)體的向隙。采用對絞組作為信號傳輸線,由于在兩根傳輸線上感應(yīng)的電壓接近相等,減小了電壓差值，提高了信號傳輸穩(wěn)定性;對絞組由兩種不同顏色絕緣線芯組成,相鄰線對對絞節(jié)距應(yīng)不大于100mrmn。對絞分屏蔽紀(jì)(即對對絞組進(jìn)行分屏蔽,每對對絞組外繞包兩層聚酯帶和--層厚0.04mm鋁塑復(fù)合帶繞包,內(nèi)置-根7X0.26mm鍍錫銅絞線作引流線)有利于對不同對絞組之間信號中音的抑制和隔離。對絞分屏敞組同心式絞合成纜，在對絞分廉蔽組間]填充非吸濕性材料,以保證纜芯圓整。在成纜纜芯外繞包兩層聚酯帶,再采用鋁塑復(fù)合帶繞包,內(nèi)置鍍錫銅線作引流線,以提高電纜電磁屏蔽能力?？偲脸▽油鈹D包隔離層(隔離護(hù)套).隔離層采用絕緣級低密度聚乙烯材料。隔離層外采用鎧裝層，鎧裝材料為高導(dǎo)磁合金鋼帶.其為強(qiáng)磁材料,叮將外來的磁通大部分限制在鎧裝層的外表面上(僅布少部分能進(jìn).人被屏蔽的空間);鎧裝時對高導(dǎo)磁合金鋼帶采用縱包焊接,確保其形成.連續(xù)圓杜管;鎧裝層可提高電纜抗電您T擾水平以及對電纜進(jìn)行加強(qiáng)，減少電纜振動引起的電動勢。外護(hù)奈采用監(jiān)色軟PVC(聚氯乙烯)護(hù)層級電纜材料擠包,實現(xiàn)電纜防護(hù)。　　該新型低噪音電磁流量計用信號電纜通過開發(fā)新的結(jié)構(gòu)和選用新的材料具有了高抗電磁干擾能力和優(yōu)異的低噪音性能,可實現(xiàn)信號的高分辨率、高精度和穩(wěn)定傳輸:a.通過采用絕緣線芯對絞、對絞鋁箔分屏蔽、引流線設(shè)置、鋁箔總屏蔽、全封閉鋼合金鎧裝屏蔽等綜合設(shè)計,對內(nèi)外部電場和磁場形成有效的屏蔽隔離,抑制了內(nèi)部串音,降低了信號傳輸?shù)牟▌有?大大提高了電纜的抗電磁干擾水平,提高了電纜傳輸信號的準(zhǔn)確性和可靠性。在實際工程安裝中,電纜也不必穿金屬管敷設(shè)，可降低工程成本。b.采用鍍錫導(dǎo)體以及導(dǎo)體外設(shè)置F4半導(dǎo)電帶,有利于降低導(dǎo)體和絕緣之間的摩擦起電噪音,同時電纜整體設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊,尤其是鋼合金鎧裝層的設(shè)計,使得電纜內(nèi)部相對滑動少,一定程度上也減少了電纜內(nèi)部摩擦起電噪音的產(chǎn)生,這樣可以將原始噪音降低2~3個數(shù)量級,極大地提高了傳輸信號的分辨率和精度,減小了電磁流量計的計量誤差,大大提高了電磁流量計的計量準(zhǔn)確性、精確性和可靠性,完全可滿足微量精確計量場合的使用要求。為了適應(yīng)儀表網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向,在系統(tǒng)設(shè)計時我們要根據(jù)實際需要為電磁流量計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用來連接兩臺計算機(jī)(微處理器)之間的串口通信,當(dāng)我們需要一個更長的距離或者比RS232更快的速度下進(jìn)行傳輸?shù)臅r候,RS485就是一個很好的解決辦法.另外,RS485連接不限于僅僅連接兩臺設(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個節(jié)點.為了使電磁流量計的應(yīng)用范圍更加廣泛,我們選用RS485標(biāo)準(zhǔn)總線來實現(xiàn)儀表和外部系統(tǒng)的通信.　　RS485是雙向、半雙工通信協(xié)議,允許多個驅(qū)動器和接收器掛接在總線上,其中每個驅(qū)動器都能夠脫離總線.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,這就意味著若要識別符號或間隔狀態(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)動器輸出電壓為±1.5V(最小值)、+5V(最大值).　　驅(qū)動器能夠驅(qū)動32個單位負(fù)載,即允許總線上并聯(lián)32個12k的接收器.對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際并聯(lián)阻抗不高于32個單位負(fù)載(375).　　采用典型的24AWG雙絞線時,驅(qū)動器負(fù)載阻抗的最大值為54,即32個單位負(fù)載并聯(lián)2個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)點就使其成為首選的串行接口.因為RS485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)動器擺率不受限制,可以實現(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,包含一個驅(qū)動器和一個接收器,具有輸入接收器和輸出驅(qū)動器使能管腳.使用一個半雙工連接的難點就是控制每個驅(qū)動器在什么時候被啟用,或者處于激活狀態(tài).當(dāng)一個驅(qū)動器在傳輸?shù)臅r候,必須直到它完成傳輸都保持被啟用狀態(tài),然后在一個應(yīng)答節(jié)點開始響應(yīng)之前切換到禁用狀態(tài).MAX485的控制端RE和DE短接,這樣用一個信號可以控制兩種狀態(tài)：接收和發(fā)送.RE和DE為“l”時,發(fā)送端接通,數(shù)據(jù)經(jīng)DI腳后,變成傳送的信號送到傳輸線.RE和DE為“0”時傳輸線上的信號經(jīng)MAX485,當(dāng)處于發(fā)送狀態(tài)時,數(shù)據(jù)信號經(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,A和B上交替的高電平信號經(jīng)MAX485轉(zhuǎn)換成高低電平信號經(jīng)RO輸出.在電磁流量計傳輸過程中,交替的高電平保證通信傳輸回路中始終有電流,能實現(xiàn)可靠通信.電磁流量計在設(shè)定狀態(tài)下(如何進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)請參照前述操作),用▲或▼鍵上下翻屏查找,直到屏幕出現(xiàn)空管報警允許字樣,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入空管報警允許設(shè)置,用▲鍵在允許、禁止選項中選擇允許按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)用▲鍵選擇空管報警閾值設(shè)置,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入空管報警閾值設(shè)置,輸入空管報警閾值,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn),按▲鍵選擇空管量程修正設(shè)置,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入空管量程修正設(shè)置,輸入空管量程修正值,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)返回。若按右鍵確認(rèn)鍵不放持續(xù)3秒鐘則直接返回到顯示狀態(tài),若要繼續(xù)設(shè)定其它參數(shù)按▲鍵。注①當(dāng)儀表檢測空管狀態(tài),此時又設(shè)置為空管報警允許則會將儀表輸出和顯示全部置為0②空管報警閾值設(shè)置是選擇空管報警靈敏度范圍的,最大閾值可設(shè)為999.9%超過該值意味著空管③空管量程修正是為測量相對電導(dǎo)率而用的,在傳感器充滿液體情況下,修正系數(shù)使電導(dǎo)比為一個確定值,該值范圍為0~3.999例如,被測液體是水,其電導(dǎo)率約為100us/cm,修正系數(shù)可設(shè)為1空管報警閾值設(shè)置小于999.9%;當(dāng)被測液體為酸堿鹽其電導(dǎo)率大于100us/cm修正系數(shù)可設(shè)為小于1空管報警閾值設(shè)置小于999.9%,當(dāng)被測液體電導(dǎo)率小于水的電導(dǎo)率時,修正系數(shù)可設(shè)為大于1空管報警閾值設(shè)置小于999.9%;這樣才不會出現(xiàn)誤報警。假若出現(xiàn)誤報警可參照上述重新設(shè)置修正系數(shù)和空管報警閾值④報警提示:分體式電磁流量計在顯示屏中間用空管字樣表示,一體式在顯示屏右上角用!表示。⑤若對空管量程修值和空管報警閾值不清楚最好選擇空管報警關(guān)閉。  渦街流量計是基于流體力學(xué)中著名的“卡門渦街”研制的。在流動的流體中放置- -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,會在渦街發(fā)生體下游產(chǎn)生兩列不對稱但有規(guī)律的交替旋渦列,這就是所謂的卡門渦街,如圖1所示。   大量的實驗和理論證明: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(4],St為一常數(shù),對于三角柱形旋渦發(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的測量原理可知,通過測量旋渦發(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,因此要精確計量流體的流量必須找到`v與v1的對應(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點的速度;y為點到管壁處的距離;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,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50mm口徑，寬度14 mm三角形旋渦發(fā)生體的氣體渦銜流量計,在20℃,一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,不同雷諾數(shù)下的K值曲線。如圖所示實驗數(shù)據(jù)與理論分析基本一致,因此渦銜流量計的測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的計量精度,必須針對不同的流速分布對K值進(jìn)行修正。德國VSEVHM03流量計定做為了使檢定合格的氣體渦輪流量計在現(xiàn)場正常運行,需要注意以下幾方面的問題.1.天然氣介質(zhì)對渦輪流量計的影響1)在實際使用過程中,渦輪流量計經(jīng)常會出現(xiàn)臟污情況,從而影響流量計葉輪的轉(zhuǎn)動,如不進(jìn)行處理,就會影響流量計脈沖輸出.2)新生壁和上升直管段的表面變化發(fā)生變化的動態(tài)變化,從而影響了變化的軌跡和穩(wěn)定性.2.天氣條件對屏幕的影響,　　由于浮游的存在,在彩虹彩虹的場合觀看使用,否則會降低同時,要準(zhǔn)確地測量氣量的峰值和介質(zhì)的壓力情況,正確確定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格. %Qmax80%Qmax(Qmax為美國最大的流量)之間.測量線性變差,手機(jī)達(dá)到用戶要求的精度.當(dāng)媒體工況流量大幅上漲時的80%Qmax時,很快就會看到的那段時間,看房和租賃的余量會影響到娛樂的使用壽命.3.渦輪流量計在安裝中的要求1)介質(zhì)流體流速分布不對稱和旋渦流是影響渦輪流量計測量精度的重要原因,要清除流速不對稱和旋渦流則需要在渦輪流量計前端有足夠長的直管段.2)渦輪流量計的安裝位置不能有激烈的機(jī)械震動和強(qiáng)的電磁干擾.3)渦輪流量計安裝時,密封墊不得突入管道中,流量計與管路軸線目測不得有明顯偏差.不得產(chǎn)生安裝應(yīng)力.4帶機(jī)械讀數(shù)渦輪流量計的要求　　有機(jī)械讀數(shù)帶修改儀的呼吸儀,除抄取標(biāo)情況以外,同時應(yīng)該及時比對基表讀數(shù)與上的工況是否一致,正常正常下情況是個別不應(yīng)該大的.5.拆卸流量計要求　　工藝管道檢修時應(yīng)拆下流量計,然后用干凈的布把流量計兩端包好,防止污物,鐵屑等落入流量計將渦輪葉片損壞.6.氣體渦輪流量計的日常檢查要　　注意保養(yǎng),以便長時間工作,應(yīng)加強(qiáng)儀表的運行,葉輪監(jiān)測旋轉(zhuǎn),如異常聲音應(yīng)及時檢查維修保養(yǎng)品,應(yīng)注意保養(yǎng)嚴(yán)重或損壞損壞,維修、更換.

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