德國VSEAR400流量計(jì)選型樣冊(cè)同時(shí)我們還經(jīng)營：任何一類計(jì)量儀表都具有其特殊性,旋進(jìn)旋渦流量計(jì)也不例外.為了讓該種儀表能夠更好地服務(wù)于流量計(jì)量工作,來自于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,以下幾個(gè)方面的注意事項(xiàng)就應(yīng)當(dāng)引起有關(guān)管理及使用部門的足夠重視。1.重視儀表選型 在已經(jīng)選定了儀表種類(比如旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的情況下,緊接著就是對(duì)儀表規(guī)格及其配套元件的選擇,這一工作看似簡單,實(shí)則至關(guān)重要.一句話,選好才能用好.為此,在選型過程中應(yīng)把握住兩條基本原則,即:一要保證使用精度,二要保證生產(chǎn)安全.要做到這一點(diǎn),就必須抓實(shí)三個(gè)選型參數(shù),即近期和遠(yuǎn)期的最大,最小及常用瞬時(shí)流量(主要用于選定儀表的大小規(guī)格),被測(cè)介質(zhì)的設(shè)計(jì)壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級(jí)),工作壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級(jí))。2.進(jìn)行用前標(biāo)校 一方面,考慮到目前對(duì)這類儀表的現(xiàn)場(chǎng)檢定還存在這樣那樣的困難.另外,如果購置的意圖又是準(zhǔn)備將該種儀表運(yùn)用于比較重要的計(jì)量場(chǎng)合,比如大流量的貿(mào)易計(jì)量或計(jì)量糾紛比較突出的測(cè)量點(diǎn),并且運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)也不具備流量在線標(biāo)校條件,那么在這種情況下,僅憑購買時(shí)由生產(chǎn)廠家提供的一紙出廠合格證明就輕易判定該表全部性能合格,那就有些為時(shí)過早.因此,為了確保儀表在今后的工作過程中其測(cè)量結(jié)果的可靠與準(zhǔn)確,就有必要在正式安裝前將其送往具有這方面檢定能力及資質(zhì)的部門進(jìn)行一次全流量范圍內(nèi)的系統(tǒng)檢定。3.搞好工藝安裝 雖然該種儀表對(duì)工藝安裝及使用環(huán)境沒有太多的特殊要求,但任何一類流量測(cè)量儀表都有這樣一種共性,即盡可能避免振動(dòng)及高溫高熱環(huán)境,遠(yuǎn)離流態(tài)干擾元件(如壓縮機(jī),分離器,調(diào)壓閥、大小頭及匯管,彎頭等),保持儀表前后直管段同心及內(nèi)壁光滑平直,保證被測(cè)介質(zhì)為潔凈的單相流體等等。4.加強(qiáng)后期管理 該種儀表雖然具有多種自動(dòng)處置功能和微功耗的特點(diǎn),但投運(yùn)之后仍需加強(qiáng)管理。比如,為了保證儀表長期工作的準(zhǔn)確性,可靠性(避免意外停運(yùn)和數(shù)據(jù)丟失),就應(yīng)定期：進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)校(每1~2年),抄錄表頭數(shù)據(jù)(每天或每周),更換介質(zhì)參數(shù)(每月或每季)以及不定期查看電池狀況,檢查儀表系數(shù)及鉛封等。3.注意內(nèi)部維護(hù) 如果由于氣質(zhì)臟污或其它原因需要對(duì)儀表的測(cè)量腔體及其構(gòu)件進(jìn)行定期檢查或清洗,那么有一點(diǎn)則必須特別注意:對(duì)于同規(guī)格的旋進(jìn)旋渦流量計(jì),其旋渦發(fā)生體,導(dǎo)流體等核心組件不能互換,否則,須重新標(biāo)定儀表計(jì)量系數(shù)并對(duì)其配帶的溫度及壓力傳感器進(jìn)行系統(tǒng)校正。電磁流量計(jì)未輸出流量信號(hào)故障問題，通常是因電纜或電源故障、管道內(nèi)部沒有充滿流體介質(zhì)、液體相反流動(dòng)方向等因素所致。對(duì)于以上可能會(huì)引發(fā)故障問題因素，需對(duì)儀表的電源供電與電纜連接情況做好細(xì)致檢查，并對(duì)管道內(nèi)部測(cè)量流體的介質(zhì)流動(dòng)方向正確與否、管道是否充滿等實(shí)施細(xì)致檢查。電磁流量計(jì)具體運(yùn)行期間，需確保儀表內(nèi)部所測(cè)定流體流動(dòng)為正確方向，要和殼體上方箭頭方向相一致。流體介質(zhì)并沒有充滿管道大部分是因傳感裝置安裝位置或者測(cè)量管網(wǎng)位置并未與設(shè)計(jì)安裝實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)相吻合。如圖1所示,c、d位置處為傳感裝置最佳安置位置；細(xì)致檢查傳感裝置器件完整性、測(cè)量管道內(nèi)壁期間，需注重對(duì)傳感裝置重點(diǎn)零部件、各個(gè)接線端完好性的檢查。儀表若未輸出流量信號(hào)，也會(huì)因轉(zhuǎn)換裝置故障問題所致，可及時(shí)將線路板替換好，做好轉(zhuǎn)換裝置故障排查工作。較低流量與儀器參數(shù)設(shè)定期間，小信號(hào)較高切除設(shè)定，流量一邊會(huì)有不顯示現(xiàn)象產(chǎn)生。對(duì)此，務(wù)必注重對(duì)此方面故障問題的檢查分析及有效排除，及時(shí)做好相關(guān)零部件更換處理，保證整個(gè)儀器可維持良好運(yùn)行狀態(tài)。1.總體設(shè)計(jì) 氣體渦輪流量計(jì)系統(tǒng)軟件包括初始化程序、主程序、中斷控制程序、流量、溫度、壓力檢測(cè)程序以及鍵盤顯示程序等。初始化程序主要完成單片機(jī)初始化和設(shè)置計(jì)數(shù)方式等。主程序主要通過查詢標(biāo)志位SET_RUN和OPERATE來判斷程序是運(yùn)行狀態(tài)還是設(shè)置狀態(tài)，然后調(diào)用相應(yīng)的處理子程序。首先開全局中斷，允許單片機(jī)響應(yīng)所有中斷源產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求;當(dāng)單片機(jī)查詢到標(biāo)志位SET_RUN被置位時(shí)，就進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，對(duì)儀表系數(shù)進(jìn)行設(shè)定;進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后還要查詢標(biāo)志位OPERATE是否被置位，被置位后就進(jìn)行溫度與壓力的.A/D轉(zhuǎn)換、流量的計(jì)算和數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。中斷程序用于查詢定時(shí)時(shí)間，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序完成流量采集、工作狀況“下溫度和壓力采集，瞬時(shí)流量和累積流量的計(jì)算。系統(tǒng)主流程圖如圖3所示。2.流量溫度壓力信號(hào)采集 流量信號(hào)的采集主要通過計(jì)數(shù)器MR0中斷服務(wù)程序完成，采用定時(shí)器模式，定時(shí)時(shí)間設(shè)為1so定時(shí)時(shí)間到，比較寄存器里面的內(nèi)容，大于1s則對(duì)計(jì)數(shù)器IMR1讀數(shù)，以獲得流量信號(hào)的頻率，并清零;小于1s,則加1后結(jié)束。 溫度和壓力信號(hào)的采集是通過PICI6F877單片機(jī)內(nèi)部的ADC模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，采樣完成后計(jì)算出溫度和壓力值，并將這兩個(gè)數(shù)值在液晶屏上顯示出來。3.鍵盤顯示 設(shè)置3個(gè)鍵盤，利用電平變化中斷功能來實(shí)現(xiàn)，采用延時(shí)去抖法，按鍵有效就進(jìn)入按鍵處理程序。F表示功能鍵，用KI來表示，每按一-次表示在流量顯示和溫度、壓力顯示間切換，-表示移位鍵，用K2表示，↑為增加鍵，用K3表示。如果F+→(即Kl+K2)被按下，則設(shè)置標(biāo)志位置1,主程序查詢到其置1后，就進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。在該狀態(tài)下，→(K2)鍵定義為移位鍵，以閃爍表示光標(biāo)所在位，每.按一次，閃爍移到下一位，到最后一位回閃第一一位。↑(K3)定義為增加鍵，對(duì)光標(biāo)所在位的數(shù)值進(jìn)行修改，每按--次，循環(huán)增加一個(gè)定義單位，定義單位視參數(shù)類型而定。當(dāng)程序查詢到↑+→(K2+K3)被按下時(shí)，就把累積流量清零，并把標(biāo)志位置1,當(dāng)查詢到F(K1)鍵被按下時(shí)，每按-一次，在流量顯示和溫度、壓力顯示之間切換。氣體渦輪流量計(jì)采用段式液晶顯示器LCM103來顯示瞬時(shí)和累計(jì)流量，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示溫度和壓力"。f嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用、維護(hù),其中孔板流量計(jì)與差壓變送器及連接部分引壓管線是使用、維護(hù)的重點(diǎn)。工作中常遇到不易發(fā)現(xiàn)的問題分析及解決方法如下。(1)當(dāng)孔板損傷或入口銳利度改變,會(huì)使孔板上下游產(chǎn)生的差壓減少,這時(shí)流量計(jì)計(jì)算結(jié)果比實(shí)際流量偏小，即流出系數(shù)發(fā)生變化,測(cè)量不確定度將超過標(biāo)準(zhǔn)給出的估算值。解決方法:①按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)流出系數(shù)進(jìn)行修正或更換孔板，此時(shí)新孔板的直徑比應(yīng)略大于舊孔板;②若暫無新孔板更換,應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)流出系數(shù)C進(jìn)行孔板銳利度修正。(2)孔板變形時(shí),應(yīng)更換,新孔板的直徑比應(yīng)小于舊孔板。(3)使用中的節(jié)流裝置應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21446--2008要求定期清洗、檢查,當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量直管段內(nèi)表壁有明顯沖刷、腐蝕、結(jié)垢時(shí)應(yīng)及時(shí)更換新的測(cè)量管段,否則一般情況下會(huì)使孔板流量計(jì)計(jì)量偏低。若暫無新測(cè)量管更換,應(yīng)對(duì)流出系數(shù)C按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行粗糙度修正。(4)為防止取壓開關(guān)對(duì)差壓信號(hào)的節(jié)流,應(yīng)將針型閥取壓開關(guān)改為與導(dǎo)壓管相同通徑的球型閥。(5)壓力變送器、差壓變送器準(zhǔn)確度要求優(yōu)于1級(jí),將使用范圍控制在量程的1/4~3/4，并盡量使工作點(diǎn)附近示值誤差最小。當(dāng)差壓變送器工作在量程的20%以下時(shí),應(yīng)改變差壓變送器量程或更換孔板。(6)儀表嚴(yán)格周期檢定。注意儀表零位漂移,定期校準(zhǔn),采用零位漂移小的儀表;為防止靜壓誤差，采用靜壓誤差小的變送器,如EJA變送器。(7)孔板上下游應(yīng)使用零泄漏軌道球閥。(8)孔板流量計(jì)操作人員要做好系統(tǒng)檢修,注意平衡閥內(nèi)漏及導(dǎo)壓管漏氣.堵塞問題。一.和其它流量計(jì)一樣, 雖然電磁流量計(jì)它的測(cè)量范圍比是30:1, 比渦街流量計(jì)和差壓式流量計(jì)都要高, 但也是有限制的,許多客戶定表時(shí),常常把它和水表相比較,以為可以測(cè)量很低的流速,一般情況下,它只能測(cè)0.1m/s.低于此流速電磁流量計(jì)就很難正確測(cè)量.所以定貨初期對(duì)流量范圍比要搞清楚.定貨時(shí)不能按原先管道口徑來定貨,最好按你實(shí)際流量來定儀表口徑。二.和其它流量計(jì)一樣,電磁流量計(jì)對(duì)安裝前后直管道也有要求,只不過比其它類流量計(jì)要求更低,但最關(guān)健一點(diǎn)要滿足：就是滿管, 再滿管.不滿管的情況下容易引起流量計(jì)亂跳：三.和其它流量計(jì)一樣,電磁流量計(jì)也有防護(hù)等級(jí),一般一體式的防護(hù)等級(jí)為IP65,分體式的為IP68(針對(duì)傳感器而言), 如果客戶對(duì)儀表安裝環(huán)境有要求,安裝地點(diǎn)在地下陰井或其它一些潮濕的地方,建議客戶選用分體式的.以免選錯(cuò)對(duì)儀表造成損害。四.電磁流量計(jì)可以測(cè)腐蝕性液體,但定貨初期客戶要正確提供其它測(cè)量介質(zhì)屬性,以免選型時(shí)對(duì)電極選型上的錯(cuò)誤,導(dǎo)致傳感器在后期使用過程中報(bào)廢,給客戶帶來不便和經(jīng)濟(jì)上的損失。五.電磁流量計(jì)雖說可靠性比較好,一般情況下不會(huì)損壞,但由于其原理決定,傳感器電極表面一直和液體接觸,時(shí)間久了,電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計(jì)一般情況下,客戶有條件拆的情況下,建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極以保證流量計(jì)整機(jī)的測(cè)量精度。任何儀器儀表都是需要“保養(yǎng)”的,電磁流量計(jì)也不例外。六.在主管線是垂直管線時(shí),一般情況下,要求水流是自下而上,盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動(dòng)比較大。安裝除了滿管以外,這點(diǎn)也是很重要的,其次就是前后直管道的距離了。
德國VSEAR400流量計(jì)選型樣冊(cè) 高流速時(shí),電磁流量計(jì)中的流體為湍流,且雷諾數(shù)越大，流體小尺寸結(jié)構(gòu)越小。但流體整體向前的流速不會(huì)因?yàn)橥牧鞫鴾p小,這樣的情況下可知電磁流量計(jì)流體中的非導(dǎo)電物體的尺寸更小。當(dāng)含水率不變,非導(dǎo)電物體物質(zhì)半徑變小后對(duì)電磁流量計(jì)的整體流速分布不變、對(duì)流量計(jì)的磁場(chǎng)分布影響較小。根據(jù)式(1)可知，電磁流量計(jì)中非導(dǎo)電物質(zhì)的半徑大小對(duì)流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)是有影響的。 當(dāng)電磁流量計(jì)中心橫截面內(nèi)含有M(M=0,1,2.,-.)個(gè)油泡時(shí)傳感器的權(quán)重函數(shù)分布情況,本文算例設(shè)定M=3權(quán)重函數(shù)分布情況計(jì)算方式。圖1為電磁流量計(jì)傳感器截面內(nèi)存在3個(gè)球形油泡時(shí)的結(jié)構(gòu)模型圖。其中,x軸與y軸與圖1描述--致,圖1中只顯示了測(cè)量區(qū)域部分,測(cè)量區(qū)域流體中存在3個(gè)油泡。y正半軸、負(fù)半軸與管壁的交點(diǎn)是流量計(jì)的電極位置。 圖1中3個(gè)油泡相互不重疊,此時(shí)傳感器內(nèi)部感應(yīng)電勢(shì)仍滿足Laplace方程。為了對(duì)該問題進(jìn)行求解,需建立2種坐標(biāo)系,一種是以傳感器中心為原點(diǎn)建立的二維直角坐標(biāo)系(x,y),另一種是以各個(gè)油泡中心為原點(diǎn)建立的M個(gè)二維極坐標(biāo)系(ri,θi)。首先在二維直角坐標(biāo)系下對(duì)該問題進(jìn)行求解(本例M=3),求解感應(yīng)電勢(shì)方程時(shí)需借用一個(gè)輔助的格林函數(shù)G,G滿足Laplace方程且邊界條件 式中,R為電磁流量計(jì)半徑的長度值;მG/an為電勢(shì)在半徑方向上的導(dǎo)數(shù);δ(θ)為電勢(shì)G在流量計(jì)管壁處所滿足的條件,其值僅在電極表面處不為0。當(dāng)流體中存在油泡時(shí),G表達(dá)式為 式中,R為測(cè)量管的半徑;x與y分別表示測(cè)量區(qū)域中的位置。 當(dāng)電磁流量計(jì)流體中存在3個(gè)油泡時(shí),G=G+G1+G2+G3圖2顯示了流量計(jì)流體截面中存在3個(gè)不重疊的油泡時(shí),流量計(jì)截面內(nèi)部權(quán)重函數(shù)wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發(fā)現(xiàn)油泡所在位置權(quán)重函數(shù)值是0。當(dāng)然，存在多個(gè)油泡分布在不同位置流體中時(shí)權(quán)重函數(shù)分布情況也可以用上述方法計(jì)算。 仿真實(shí)驗(yàn)中,設(shè)定不同大小的非導(dǎo)電物質(zhì)對(duì)電磁流量計(jì)權(quán)重函數(shù)進(jìn)行仿真,如圖3所示為不同大小非導(dǎo)電物質(zhì)對(duì)電磁流量計(jì)權(quán)重函數(shù)的影響。圖3中左邊的分別為權(quán)重函數(shù)分布圖，右邊分別為權(quán)重函數(shù)等勢(shì)圖,其中R單位為cm。從圖3中可見,當(dāng)電磁流量計(jì)中的非導(dǎo)電物質(zhì)半徑越來越小，對(duì)電磁流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)的影響就越小。 為了更清楚地揭示電磁流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)與流量計(jì)中非導(dǎo)電物質(zhì)半徑之間的關(guān)系,定義c為非導(dǎo)電物質(zhì)對(duì)流量計(jì)權(quán)重函數(shù)的影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)式中,Wxy為含有油泡等非導(dǎo)電物質(zhì)時(shí)電磁流量計(jì)在測(cè)量區(qū)域坐標(biāo)(x,y)的權(quán)重函數(shù);Wxy0為電磁流量計(jì)不含非導(dǎo)電物質(zhì)時(shí)測(cè)量區(qū)域坐標(biāo)(x,y)的權(quán)重函數(shù);A為權(quán)重函數(shù)區(qū)域(測(cè)量區(qū)域)。 圖4為不同大小非導(dǎo)電物質(zhì)對(duì)流量計(jì)權(quán)重函數(shù)的影響分析圖。圖4中橫軸為非導(dǎo)電物質(zhì)半徑,縱軸為權(quán)重函數(shù)的影響因子c。從仿真結(jié)果可以看出流體中的非導(dǎo)電物質(zhì)半徑較小時(shí),對(duì)電磁流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)影響越小。在本例中，當(dāng)流體中非導(dǎo)電物質(zhì)小于0.02R時(shí),對(duì)電磁流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)分布幾乎沒有影響。出現(xiàn)孔板流量計(jì)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(shí),或在進(jìn)行訓(xùn)練的過程中,粗心大意，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督,檢驗(yàn)不到位等.出現(xiàn)此情況時(shí),孔板下游銳角邊經(jīng)緣朝向上游,其結(jié)果將直接影響計(jì)量偏低,反映在現(xiàn)場(chǎng)是差壓下降一個(gè)臺(tái)階,而由于現(xiàn)場(chǎng)原因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正.其引起流量偏低的影響率,據(jù)國外實(shí)驗(yàn)研究資料數(shù)據(jù)為-12%~-17%,一般情況下,雷諾數(shù)不變時(shí),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?！ 〈送?在更換孔板以后,其配套產(chǎn)量計(jì)算參數(shù)必須同步更換,否則會(huì)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(jì)量將偏高;反之,流量計(jì)量將偏低,在日輸氣量大的用戶計(jì)量中,造成的損失將是很大,甚至是難以彌補(bǔ)的?！ 囊陨戏治?我們不難看出,孔板流量計(jì)反向安裝,參數(shù)的錯(cuò)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(duì)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(chǎng)計(jì)量監(jiān)督制度是很有必要且很重要的。 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.從經(jīng)濟(jì)方面考慮購置流量計(jì)的費(fèi)用 購置流量計(jì)時(shí)應(yīng)比較不同類型流量計(jì)對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的影響.例如,范圍度小的流量計(jì)比范圍度寬的流量計(jì)在相同測(cè)量范圍下,需要多臺(tái)流量計(jì)并聯(lián)和多條管線才能覆蓋,因此除流量計(jì)外還需增加許多輔助設(shè)備(如閥門、管線附件等).雖然表面上看流量計(jì)費(fèi)用少了,但是其他費(fèi)用則增加了,兩者加起來也許并不合算.例如,安裝孔板流量計(jì)加上差壓計(jì)的費(fèi)用相對(duì)便宜,但組成測(cè)量回路包括孔板的固定附件等其他費(fèi)用,可能超過基本件費(fèi)用很多.2.安裝費(fèi)用 在購置流量計(jì)時(shí),不僅要考慮流量計(jì)的購置費(fèi),還需考慮其他費(fèi)用,如附件購置費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)、維護(hù)和定期檢測(cè)費(fèi)、 運(yùn)行費(fèi)和備用件費(fèi).例如,許多流量計(jì)使用時(shí)應(yīng)配備比較長的上游直管段以保證其測(cè)量性能.因此,正確的安裝需要額外布置管道或備有旁路管道作定期維護(hù).所以安裝費(fèi)應(yīng)多方面考慮,例如,還應(yīng)包括運(yùn)行所需的截止閥、過濾器等輔助費(fèi)用等.3.運(yùn)行費(fèi)用 流量計(jì)運(yùn)行費(fèi)用主要是工作時(shí)能量消耗,包括電動(dòng)儀表內(nèi)部電力消耗或氣動(dòng)儀表的氣源耗能以及在測(cè)量過程中推動(dòng)流體通過儀表所消耗的能量,亦即克服儀表因測(cè)量產(chǎn)生壓力損失的泵送能耗費(fèi)等.比如差壓式流量計(jì)產(chǎn)生的差壓,很大一部分不可恢復(fù)； 容積式流量計(jì)和渦輪流量計(jì)也具有相當(dāng)阻力.只有全通道、無阻礙的電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)此費(fèi)用基本為零.插入式流量計(jì)由于用于大管徑阻塞比小,其壓力損失亦可忽略.據(jù)測(cè)算,管徑為lOOmm的差壓式孔板流量計(jì)1年泵送能耗費(fèi)與流量計(jì)購置費(fèi)相當(dāng), 如果換用電磁流量計(jì),其購置費(fèi)僅相當(dāng)于4年多差壓式孔板流量計(jì)的能耗費(fèi).可想而知,管徑越大,泵送能耗費(fèi)占總費(fèi)用的比例越高.一般認(rèn)為超過5000mm的流量計(jì)應(yīng)盡可能選用低壓損和無壓損的流量計(jì).例如,供水工程通常采用低壓損的文丘里管等差壓式傳統(tǒng)流量計(jì),而極少用孔板,現(xiàn)在則更新為電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì).4.檢測(cè)費(fèi)用 檢測(cè)費(fèi)用應(yīng)根據(jù)流量計(jì)的檢定周期決定.一般用于貿(mào)易結(jié)算的原油或成品油的檢測(cè),常在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)體積管對(duì)流量計(jì)進(jìn)行在線檢定.5.維護(hù)費(fèi)用和備用件費(fèi)用等 維護(hù)費(fèi)用為流量計(jì)投入使用后保持測(cè)量系統(tǒng)正常工作所需費(fèi)用,主要包括維護(hù)費(fèi)和備用件費(fèi).有運(yùn)動(dòng)部件的流量計(jì)需進(jìn)行較多維護(hù)工作,如定期調(diào)換易磨損軸承、軸、轉(zhuǎn)輪、傳動(dòng)齒輪等；沒有運(yùn)動(dòng)部件的流量計(jì)也需進(jìn)行檢視,如最普通的用幾何測(cè)量法檢查差壓式流量計(jì).備用件費(fèi)用會(huì)隨著流量計(jì)性能提高的程度而增加.選用流量計(jì)時(shí)應(yīng)考慮同時(shí)增加備用件的購置費(fèi)用,尤其是從國外進(jìn)口的流量計(jì),有時(shí)常會(huì)因易損備件的購置問題而替換整臺(tái)流量計(jì).金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于小流量、低雷諾數(shù)的介質(zhì)流量測(cè)量，具備現(xiàn)場(chǎng)指示或電遠(yuǎn)傳功能，遠(yuǎn)傳輸出為標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA信號(hào)。可以配置限位開關(guān)，控制報(bào)警。該儀表具有結(jié)構(gòu)合理，使用維護(hù)方便，壓力損失小?！ ∞D(zhuǎn)子流量計(jì)是一種采用改變流量面積原理的流量計(jì)。當(dāng)管道內(nèi)流體在流動(dòng)中遇到流體時(shí)，流體在堵塞前后會(huì)形成壓差，壓差的大小與堵塞流體時(shí)的流動(dòng)面積和流速有關(guān)，利用這種壓差促使活動(dòng)塊體材料隨流量變化，改變流動(dòng)面積，使堵塞前后的壓差保持不變，當(dāng)堵塞材料的位置與流量有關(guān)時(shí)，由此可以獲取到流速，然后得到流量值。金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：1、全金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，堅(jiān)固可靠，耐高溫、高壓、耐腐蝕、使用壽命長。2、行程短，總高250毫米，安裝方便，維修小?！?、機(jī)械指針表示瞬時(shí)流動(dòng)，液晶顯示瞬時(shí)、累積流動(dòng)，還可輸出脈沖、輸出報(bào)警。4、金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)可用于測(cè)量小直徑、低流量?！?、具有數(shù)據(jù)恢復(fù)、數(shù)據(jù)備份、功耗保護(hù)和誤差自診斷等功能。6、可使用易燃和易爆的危險(xiǎn)情況。7、垂直、水平、上下、自下而上、側(cè)出及其他安裝形式、法蘭或螺紋連接。8、有多種形式，有現(xiàn)場(chǎng)型、長距離型、夾套型、防爆型、防腐型等，適用于不同場(chǎng)合?！ 〗饘俎D(zhuǎn)子流量計(jì)有就地顯示型和智能遠(yuǎn)傳型，帶有指針顯示瞬間/累積流量液晶顯示，上、下限報(bào)警輸出，累積脈沖輸出，批次控制，標(biāo)準(zhǔn)的二線制4-20mA電流輸出等多種形式，為用戶使用提供了非常廣闊的選擇空間.德國VSEAR400流量計(jì)選型樣冊(cè)利用電磁感應(yīng)原理，電磁流量計(jì)一般被用來測(cè)量流過管道中導(dǎo)電流體的流量。不管流體的性質(zhì)如何，只要其具有微弱的導(dǎo)電性(電導(dǎo)率大于8X10-5Ss/m)即可進(jìn)行測(cè)量。通常，油田三采注入的聚合物混合液的導(dǎo)電性能良好，符合這種測(cè)量條件。 如圖1所示，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)導(dǎo)電流體，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中以速度V運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁力線而產(chǎn)生電場(chǎng)E關(guān)系為 則在線形長度為L的a和b兩點(diǎn)之間產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ɛab a、b兩接收電極之間的距離L為已知常數(shù)，B為已知的磁場(chǎng)強(qiáng)度。故εab是V的單調(diào)函數(shù),Ɛab隨V變化而變化。而瞬時(shí)流量g等于流速V與導(dǎo)管截面積S(常數(shù))的乘積，因此有 式中K一儀器常數(shù)， 只要通過電磁流量計(jì)電路測(cè)得Ɛab，即可得到對(duì)應(yīng)的流量Q。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)文可簡化為圖4.7的格式.1、根據(jù)工藝設(shè)計(jì)資料和實(shí)際情況確認(rèn)使用流量范圍，在計(jì)算基礎(chǔ)上確定流量計(jì)的口徑。若渦街流量計(jì)選型過大，管道內(nèi)介質(zhì)的流速低于流量計(jì)工作的下限值,就會(huì)產(chǎn)生小流量時(shí)輸出信號(hào)不穩(wěn)定,大流量時(shí)輸出信號(hào)穩(wěn)定。2、流量計(jì)附近有大功率的電機(jī)或強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),容易引起干擾信號(hào),有可能管道內(nèi)無介質(zhì)流通,但僅表有流量顯示。動(dòng)力線同流量計(jì)信號(hào)輸出線并排走向靠近時(shí),有可能使流量計(jì)輸出信號(hào)偏小。管道內(nèi)有正常流量,但傳感器輸出頻率偏小很多。33流量計(jì)應(yīng)單獨(dú)接地,若接地不良,或管道振動(dòng).大,而引入干擾信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生管道內(nèi)無流量,但傳感器有輸出信號(hào)。3、流量計(jì)應(yīng)單獨(dú)接地,若接地不良,或管道振動(dòng).大,而引入干擾信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生管道內(nèi)無流量,但傳感器有輸出信號(hào)。4、流量計(jì)調(diào)節(jié)閥門應(yīng)裝在流量計(jì)下游，若閥門裝在流量計(jì)上游,在小流量時(shí)產(chǎn)生射流,會(huì)引起流量值的偏差和穩(wěn)定性。5、介質(zhì)溫度小于150℃時(shí)選一體型,高于150℃時(shí)或環(huán)境溫度、溫度都比較高時(shí),應(yīng)選用分體型。6、渦街流量計(jì)投用前,對(duì)管道應(yīng)進(jìn)行清洗,以沖掉管道內(nèi)的鐵銹、焊渣等雜物,防止擊壞儀表。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。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(cè)量精度,不受外界寄生電勢(shì)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(cè)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.熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是流量計(jì)發(fā)展歷史的一次重大變革,使流量測(cè)量直接轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量流量的測(cè)量.根據(jù)測(cè)量時(shí)熱式質(zhì)量流量計(jì)所使用的流量測(cè)量元件的加工工藝的不同,常用的傳感器探頭可以分為：熱線熱式流量傳感器、熱敏電阻式傳感器、半導(dǎo)體集成電路式傳感器等. 熱式流量傳感器探頭對(duì)流體運(yùn)動(dòng)形態(tài)的影響較小,測(cè)量范圍大,響應(yīng)性能也很好,但是,這種類型的傳感器探頭對(duì)機(jī)械強(qiáng)度要求較高、在傳感器材料選擇上受到較大的限制；同時(shí),加熱溫度僅能達(dá)到400~500℃.此外,由于流體中的微小顆粒容易粘附到熱線上,抗污染腐蝕能力較差,易損壞使熱線的特性發(fā)生不穩(wěn)定性變化,熱線一致性差,難以進(jìn)行批量生產(chǎn). 半導(dǎo)體式傳感器探頭是以單晶硅為基體,使用硅微機(jī)械加工而成的微橋結(jié)構(gòu).半導(dǎo)體式傳感器探頭多用于0～25mL/min 的小流量氣體的測(cè)量,在本課題中所需要測(cè)量的流量范圍較大,不能滿足使用要求.圖2-2是典型的半導(dǎo)體式傳感器探頭結(jié)構(gòu). 熱電阻式傳感器主要有兩個(gè)探頭：一個(gè)流量探頭(Rp),一個(gè)溫度探頭(Rtc).目前,市場(chǎng)上所使用的大部分熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)傳感器探頭主要是基準(zhǔn)鉑電阻.工作的時(shí)候,兩個(gè)探頭以一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)固定于管道中,可以通過熱源探頭上電壓信號(hào)量或者加熱功率的改變來衡量流量的變化.工作中要求兩個(gè)傳感器探頭對(duì)流量的響應(yīng)盡可能的快,且要保證散熱同步,傳感器探頭的靈敏度最高,這為傳感器探頭的設(shè)計(jì)增添了一定的難度. 如圖2-3鉑電阻的典型結(jié)構(gòu)所示,鉑電阻在在管道內(nèi)與流體進(jìn)行熱交換的過程中,鉑電阻的表面和內(nèi)部鉑絲之間存在熱阻,阻礙熱量的交換.因此,必須從鉑電阻元件的選擇和傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì),盡量減小鉑電阻內(nèi)部和表面的熱阻.如果熱阻較大,熱敏電阻表面和內(nèi)部就會(huì)存在很高的溫度差高,出現(xiàn)流量探頭和溫度探頭已經(jīng)達(dá)到恒定溫差的假象,會(huì)嚴(yán)重影響控制電路正常工作,使測(cè)量的結(jié)果與管道流量的實(shí)際狀況出現(xiàn)較大偏差,所以減小探頭的熱阻是設(shè)計(jì)熱電阻式傳感器的關(guān)鍵.
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