德国VSEAP0.4流量计样册同时我们还经营：  涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡街流量计。可以适用于管道内多种流体(气体液体、蒸气)的流量测量。其特点是压力损失小，量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时可以对流体的压力和温度参数自动进行修订。该流量计可以将测量结果进行模拟标准信号或数字脉冲信号的输出,容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的测量仪器。   在流体中设置非流线型漩涡发声体时,在涡街流量变送器中的三角柱形的旋涡发生体后会上下交替产生正比于流速的两列旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡(见图1)。旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,用下式表示: 式中ƒ--旋涡的释放频率 ,单位为Hz; Ʋ--流过旋涡发生体的流体平均速度,单位为m/s; d一旋涡发生体特征宽度,单位为m; St一斯特劳哈尔数(Strouhal number) ,无量纲，它的数值范围为0.14 ~ 0.27 St是雷诺数的函数,   通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度Ʋ,再由公式   求出流体流过涡街流量计的流量q。(式中A为流体流过旋涡发生体的截面积。)电磁流量计传感器两电极、被测液体、放大器内阻构成一个闭合回路如下图2．9，这相当与一个一匝的变压器次级绕组，励磁线圈相当与初级线圈，闭合回路相当与次级线圈。由于闭合回路不可能完全平行与磁场，总有部分磁力线穿过，这样即使流速为零，也会产生感应电压，这就是“变压器效应"。根据楞次定律得到干扰电动势：可见ew与励磁频率相关，与被测液体流量无关。干扰信号比电磁流量计流量信号相位要滞后90°，所以把干扰电动势称为正交干扰，由于正交干扰是磁感应强度B对时间t的微分，它又叫做微分干扰。电磁流量计是一种用来测量导电介质体积流量的仪表。为了确保电磁流量计测量的准确性以及工作的稳定性，需要定期对其做一次全面检查，接下来开流仪表来给大家说说检查的具体内容。1.零点检查　　整机零点检查的技术要求是：流量传感器测量管充满液体且无流动，通常转换器单独零点为负值，数值也很小；如果其绝对值大于满量程的5%就需要先做检查，待确认原因后再作调整。2.连接电缆检查　该项检查内容是检查信号线与励磁线各芯导通和绝缘电阻，检查各屏蔽层接地是否完好。3.转换器检查　　该项检查内容是用通用仪表以及流量计型号相匹配的模拟信号器代替传感器提供流量信号进行调零和校准。校准包括零点检查和调整，设定值检查，励磁电流测量，电流/频率输出检查等。4.电磁流量计传感器检查　　测量励磁线圈的电阻，测量电极接液电阻以评估电极表面受污秽和衬里附着层状况；检查各部位绝缘电阻以判断零件劣化程度，以估算清洗附着层前后因流动面积变化引入的流量值变化。在电磁流量计等节点设备和PC机通信的过程中,由地址帧、命令帧、数据帧、校验和可组成各种功能不同的报文.由于采用主从工作方式来实现通信,电磁流量计等节点设备仅能接收并执行PC机发送来的控制命令,而不能发送命令给PC机.因此,由PC机发往流量计等节点设备的报文一般包括一个地址帧,一个命令帧,若干个数据帧和一个校验和,其报文格式如图4.5a所示：而由流量计等节点设备发往PC机的报文一般包括一个地址帧,若干个数据帧和一个校验和,其报文格式如图4.5b所示.　　由于RS-485电气标准规定每段只能联结32个节点设备,因此可用地址帧中的5位表示这32个地址,其余3位用来表示命令,从而构成地址命令帧.对于控制命令需求不超过八个的通信系统,采用地址命令帧可压缩报文长度提高通信效率.电磁流量计和PC机通信的主要目的是将流量计采集到的数据读到PC机中.这些数据包括：总累积流量、正向累积流量、反向累积流量、瞬时流量.通信时,PC机只需向电磁流量计发送读总累积流量、读正向累积流量、读反向累积流量、读瞬时流量命令即可,因此二者间通信所用的地址帧和命令帧可合二为一,用一个地址命令帧代替.PC机和电磁流量计间的地址命令帧定义如图4.6所示.二者通信所使用的报文可简化为图4.7的格式.1.从经济方面考虑购置流量计的费用　　购置流量计时应比较不同类型流量计对整个测量系统经济的影响.例如,范围度小的流量计比范围度宽的流量计在相同测量范围下,需要多台流量计并联和多条管线才能覆盖,因此除流量计外还需增加许多辅助设备(如阀门、管线附件等).虽然表面上看流量计费用少了,但是其他费用则增加了,两者加起来也许并不合算.例如,安装孔板流量计加上差压计的费用相对便宜,但组成测量回路包括孔板的固定附件等其他费用,可能超过基本件费用很多.2.安装费用　　在购置流量计时,不仅要考虑流量计的购置费,还需考虑其他费用,如附件购置费、安装调试费、维护和定期检测费、 运行费和备用件费.例如,许多流量计使用时应配备比较长的上游直管段以保证其测量性能.因此,正确的安装需要额外布置管道或备有旁路管道作定期维护.所以安装费应多方面考虑,例如,还应包括运行所需的截止阀、过滤器等辅助费用等.3.运行费用　　流量计运行费用主要是工作时能量消耗,包括电动仪表内部电力消耗或气动仪表的气源耗能以及在测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量,亦即克服仪表因测量产生压力损失的泵送能耗费等.比如差压式流量计产生的差压,很大一部分不可恢复； 容积式流量计和涡轮流量计也具有相当阻力.只有全通道、无阻碍的电磁流量计和超声流量计此费用基本为零.插入式流量计由于用于大管径阻塞比小,其压力损失亦可忽略.据测算,管径为lOOmm的差压式孔板流量计1年泵送能耗费与流量计购置费相当, 如果换用电磁流量计,其购置费仅相当于4年多差压式孔板流量计的能耗费.可想而知,管径越大,泵送能耗费占总费用的比例越高.一般认为超过5000mm的流量计应尽可能选用低压损和无压损的流量计.例如,供水工程通常采用低压损的文丘里管等差压式传统流量计,而极少用孔板,现在则更新为电磁流量计和超声流量计.4.检测费用　　检测费用应根据流量计的检定周期决定.一般用于贸易结算的原油或成品油的检测,常在现场设置标准体积管对流量计进行在线检定.5.维护费用和备用件费用等　　维护费用为流量计投入使用后保持测量系统正常工作所需费用,主要包括维护费和备用件费.有运动部件的流量计需进行较多维护工作,如定期调换易磨损轴承、轴、转轮、传动齿轮等；没有运动部件的流量计也需进行检视,如最普通的用几何测量法检查差压式流量计.备用件费用会随着流量计性能提高的程度而增加.选用流量计时应考虑同时增加备用件的购置费用,尤其是从国外进口的流量计,有时常会因易损备件的购置问题而替换整台流量计.德国VSEAP0.4流量计样册电磁流量计等节点设备和站内PC机间的通信采用异步串行通讯控制规程,并采用地址位唤醒握手协议.因此在协议中规定了传地址和传数据两种不同的帧格式,如图4.4所示.地址帧和数据帧都有11位,其中第l位和最后l位相同,分别为起始位和停止位,紧接起始位的是8位数据位,第9位为标志位,用来区分所发送／接受的帧信息是地址帧还是数据帧.第9位为1时,表示PC机发送/接受的是“地址帧"：第9位为0时,表示主机发送/接受的是"数据帧".命令帧与校验和的发送格式与数据帧相同,因此可由数据帧演化得到.  很多天然气用气小户,其用气特点为:瞬时流量较小或流量波动幅度较大.旋进漩涡流量计可作为用气小户交接计量的首选。下面是直接影响旋进漩涡流量计准确度的常见因素:(1)旋进漩涡流量计是通过测量漩涡频率来计量流量的，流量计前有节流件。节流件会对气流产生扰动，比如流量计前安装调压阀致使计量值波动较大，将调节阀装到流量计后面后,流量就平稳很多。(2)用旋进旋涡流量计计量气井气或油井伴生气这些未经处理的天然气时，由于气中带液较多，对传感器的冲击腐蚀作用较强,容易造成损坏或磨损.另操作不当还会造成部件损坏,比如开关阀门过猛，,打坏旋涡发生体等。(3)应安装适合流量范围的流量计以满足上限流量和下限流量的使用。对有条件的用户可装大.小口径两台流量计,随供气大小倒换使用。(4)计量不准.难以发现。由于旋进漩涡流量计不像孔板流量计那样，各个测量部件都可以通过检查判断故障，旋进漩涡流量计在一体化设计、维护量低的优势下同时存在故障难以判断的弊端。在不知道用户具体用气量.流量计上压力、温度显示正确的情况下，很难判断流量计上所显示气量的准确性,只能到检定部门用标准装置进行检测判断。有厂曾出现流量计已经不准而未及时发现的情况，这种情况很容易产生计量纠纷。1.涡街流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是涡街流量计工作的最基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz)和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力等仪表不能正常工作或不能准确测量。2.振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。3.介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。涡街流量计是一种比较新型的流量计,处于发展阶段,还不很成熟,如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。涡街流量计利用伴随漩涡分离的物理效应,可以采用热敏、力敏元件或通过光、声调制方法等来检测漩涡分离频率.至今用于检测分离频率的方法和采用的元件是多种多样的,归纳起来有以下几种典型方法：(1)热敏元件检测方法漩涡分离产生的交变环流所引起的整体表面速度脉动或者交变横向流的频率,用加热的金属丝、热敏电阻器等进行检测.(2)力敏元件检测方法漩涡分离造成的交变差压、交变升力或者交变升力引起的机械振动,用差动电容、电阻应变片、压电晶体、压电陶瓷等检测.(3)电磁传感器检测方法漩涡的分离所引起的膜片或者梭球等的往复振动的频率,用电磁传感器检测.(4)声、光信号调制检测方法利用声束光束通过涡街时受到漩涡的调制,由接收声强光强或相位的脉动频率得到漩涡分离频率.　　由于涡街流量计是利用流体自身的规则振荡来计量流量的,因而对流体的速度分向及流动噪声,比较敏感,因此在应用过程中对管道安装状况要求较高.对L游不同形式的阻力件必须配置足够长的满足不同要求的直管段,以保证仪：菱的测量精度.表l给出了不同形式阻力件祸街流量计上游最短直管段.　　在实际应用过程中,由于场地限制,有时不能提供足够长的直管段,为保证涡街流量计的准确测量,缩短直管段长度,可在上游阻力件和仪表之间装设整流器,使得不利于测量的流动状态进行整理、疏导消除流场的畸变和附加漩．在应用中要求涡街流量计与管道法兰连接使用的密封垫圈,不能突出管道内,以免造成测量误差.压电晶体的灵敏度高、体积小、线性范围大、结构简单、可靠性好、寿命长.因此,我们研究的智能涡街流量计系统采用力敏元件(压电晶体)来检测漩涡的频率.插入式热式气体质量流量计的信号发生模块包括两个传感器探头、温度补偿电桥和电压调整电路三部分/如图所示,本课题所设计的是插入式恒温差质量流量计,采用热消散效应，所以我们选择铂热敏电阻Pt20和Pt1000分别作为流量计的流量探头和温度探头，铂热敏电阻的阻值对温度反应灵敏.与所处环境温度基本呈线性关系,确保了我们对流量计精度的要求;同时，铂热敏电阻的温度系数大,在测量范围内,物理化学性能稳定,可以反复加热冷却,使用寿命长,完全可以用来做传感器材料,保证流量计的稳定性要求;而且热敏电阻的体积可以做到很小,减小插入式热式气体质量流量计对流体流动状态的影响,保证流量测量值的真实有效。流量计中有一款叫做气体涡轮流量计，对于不常用到的用户来说肯定很陌生。如果您使用过此款流量计时一定会给它本身的优点所吸引。那么针对那些对于气体涡轮流量计认识不是很深的用户今天我们就来介绍一下关于气体涡轮流量计的组成还有它的工作原理更重要的还有它的仪表系数的计算方法介绍：　　气体涡轮流量计是一种速度式流量计，是近些年来迅速发展起来的新型仪表，这种流量计具有精度高、压力损失小、量程比大等优点，可测量多种气体或液体的瞬时流量和流体总量，并可输出0-10mA?DC或4-20mA?DC信号，与调节仪表配套控制流量。气体涡轮流量计的组成　　气体涡轮流量计主要由涡轮流量变送器和指示积算仪组成[1]。涡轮流量变送器把流量信号转换成电信号，由指示积算仪显示被测介质的体积流量和流体总量。气体涡轮流量计的工作原理　　流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力矩之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定条件下，转速与流速成正比，由于叶片具有导磁性，它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性地改变线圈地磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形波，可远传至显示仪表，显示出流体的体积流量或总量。气体涡轮流量计仪表系数的理论表达式　　作用在涡轮上的力矩可分为以下几个：流体通过涡轮时对叶片产生的切向推动力矩M1;流体沿涡轮表面流动时产生的粘滞摩擦力矩M2;轴承的摩擦力矩M3;磁电转换器对涡轮产生的电磁反作用阻力矩M4。　　由此可建立涡轮的运动微分方程：(1)式中：J为涡轮的转动惯量;ω为涡轮的旋转角速度;τ为时间。当流量恒定时，涡轮达到匀速转动，所以M1=M2+M3+M4。推动力矩可表示为：M1=a1qv2-a2ωqv (2)式中：a1、a2为与涡轮传感器结构和流体密度有关的系数;qv为流量，L/s。由于气体涡轮流量计在量程范围内属于紊流工作区，固以下计算只考虑紊流时的情况。反作用力矩中的M2，在紊流时可近似表示为：M2= a3qv2 (3)通常M3和M4相对于M2比较小，但为了提高计算精度，这里根据文献[3]推导出了它们的表达式：M3=a4ω2/3 (4)M4=a5ω3 (5)分别将式(2)、(3)、(4)、(5)带入式(1)并经整理可得：qv2 - a6ωqv = a7ω2/3 + a8ω3 (6)式中：a6、a7、a8为经整理后的综合系数。德国VSEAP0.4流量计样册电磁流量计外壳用不锈钢,测量管内壁用聚四氟乙烯,转换器封闭在一个长方体金属壳内，内部电路板上有一四位数的数据盘,可作测量值的指示器。变送器与转换器之间通过两根电缆连接,变送器安装在管道上,转换器固定在旁边的框架上。这种流量计无论零点还是量程都不能白行调整，只能在指定厂家标定,使用很不方便。该流地计投用运行还未到-年,指示便出现了故障经检查发现变送器电路板发生腐蚀,有几只晶体三极管管脚已经锈断,当时并没有引起我们足够的重视,只是更换几只三极管便又重新装上,这样修复后该表又运行几个月，然后又失去指示。当我们再次检查该表时,发现变送器的电路板及电缆已全部腐蚀掉，于是该表报废。这才引起我们的警觉，原来因该表安装的地方离高压甲铵泵及高压氨泵太近,停车时排放的及平时泄漏的氨和甲铵以及夹带的氨气常环绕在该表周围,致使该表一直工作在腐蚀性环境中，加上我们只注意该表的耐腐蚀特点,而忽略该表的脆弱性,最终导致该表的损坏。  在安装时,为防止腐蚀性气体侵入电子室,在接线盒盖边缘及电缆接头处全部用硅橡胶密封,并用水电两用胶带加以封固,以达到防腐的目的。该表投用后运行一年多时间，便再次发生了同样故障，变送器电路板及电缆又被腐蚀,表又损坏。  事故的不断发生，使我们对腐5蚀问题进行仔细的思考，为什么变送器密封那么好还会腐蚀?而与变送器仅半米之遥的转换器却安然无恙?经过仔细的观察和分析,发现安装变送器的管道因流速高,一直在不停地轻微震动,密封胶很容易松动而脱落,不停的震动又为氨气的侵入增加了助动力,而固定在框架上的转换器,由于没有震动，各密封口完好，因此没有腐蚀。  找到了出故障的原因，也就找到了排除故障的措施。这种电磁流量计较前两种要先进得多,它采用微处理器技术,在转换器上有一双排液晶显示器,在显示器下边有三个按钮,通过它们可以对流量计的参数进行组态设定,并可翻看流量计的有关参数设置。该表具有比较强的外部通信接口能力,能以模拟和数字方式与其它外设通信，并带有很强的自诊断功能,参数的输入及选择以数据直接输入及主副菜单选择方式进行,可方便地进行零点调整和量程设定,操作十分方便。为了保证这块表能安全运行,我们在吸取前两次教训的基础上,采取另-种防腐措施即吹气防腐法。这种方法的原理是设法使变送器接线盒内纯净气体压力增大,致使有害气体不能侵入接线盒内，从而达到防腐目的。具体方法是在电磁流量计的电子室上打两个小孔,一个进气,一个排气,然后接上仪表空气,让空气保持微小流量，电子室内纯净气的压力高于大气压，气流只能从孔隙由内向外流动,从而阻止有害气体的侵入,起到防腐作用。该表投入运行后,效果一直很好，在时隔两年的1994年大修中,打开电子室检查,没有发现腐蚀，可见吹气防腐确实起到了作用。根据流量计设计要实现的功能，智能金属管浮子流量计的硬件系统实现方案如图2.1所示：本系统主要分为三部分：信号采集模块、信号处理模块以及输出和显示模块，下面将对这三个模块进行简要介绍。(1)信号采集模块：此模块用来实现信号采集功能，系统中核心要采集的是流量信号，除此之外，还需要采集温度和压力信号。这是因为当被测流体为蒸汽时，其密度随温度和压力的变化而变化。为了准确计算出流体的流量，必须要考虑温度和压力变化对流体密度的影响。因此，设计中要实现流量、温度以及压力三种信号的采集。(2)信号处理模块：信号处理模块的基本功能是实现信号的放大、滤波以及A/D转换。此外，系统中采用微控制器MSP430F149对采集信号进行计算、补偿，线性化等智能化处理。(3)输出及显示模块：设计中使用E2PR0M保存累积流量值以及仪表参数值，并将流量信号转换为4?20mA工业标准电流信号输出。同时，使用LCD实时显示瞬时流量和累积流量，最后将金属管浮子流量计测量结果通过CAN总线传送给上位机显示。

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