德国VSEAPE4-UV0S/X流量计中国同时我们还经营:1、复核电磁流量计转换器设定值和检查零点、满度值 检合流程图第1项。首先检查相配套传感器和转换器的编号是否对号。当代大部分电磁流量计在制造厂实流校准后在传感器*(或/和随表附《使用说明书》,标明校准的仪表常数,并在所配套的转换器内设定好。因此新安装内仪表调试前首先要复核仪表常数,或者传感器编号和转换器编号是否配对。因为这类失配的事件经常发生,还需复核口径、量程和计量单位等设定值。用模拟信号器)通常要按所用电磁流量计型号向制造厂订购)检查转换器零点和量程。2、查管道充液状况和含有气泡 检任流程图第2项。本类故障主要是管网工程设计不良或相关设备不完善所引起的,可参阅第9页第四节中"2、管道未充满液体或液体小有含有气泡"一节。 由于金属管浮子流量计的测量管为机械结构.测最时对波动很敏感,经常会出现指针波动严重,甚至影响读数的情况。除了在测量管中加装气阻尼器之外,还可以在指针组件中增加电磁阻尼器,使指针摆动的频率、幅度大幅度降低,使指针指示稳定,刻度值读取变得容易,读取精度更高。 电磁阻尼器的工作原理。电磁阻尼器由磁钢、连接件、金属板等组装后为一体。指针的配重为导电金属铝合金,根据电磁感应定律,配重在磁场中运动,切割磁力线.必然产生感应电动势,从而在配重中产生涡电流;磁场对带电导体必然产生作用力,而此作用力恰好起到阻碍配重在磁场中运动的作用,配重运动的速度越大,产生的反作用也越大,其效果类似于阻尼器,从而使电磁阻尼器起到降低指针摆动频率、幅度的作用.达到稳定的效果。 与现有技术相比,通过增加电磁阻尼器装置,可有效改善金属管浮子流量计的使用效果,使指针的摆动频率和幅度大幅度降低,指针稳定指示,刻度值的读取变得容易,读取精度提高,既提高了效率也保证了精度。电磁流量计未输出流量信号故障问题,通常是因电缆或电源故障、管道内部没有充满流体介质、液体相反流动方向等因素所致。对于以上可能会引发故障问题因素,需对仪表的电源供电与电缆连接情况做好细致检查,并对管道内部测量流体的介质流动方向正确与否、管道是否充满等实施细致检查。电磁流量计具体运行期间,需确保仪表内部所测定流体流动为正确方向,要和壳体上方箭头方向相一致。流体介质并没有充满管道大部分是因传感装置安装位置或者测量管网位置并未与设计安装实施标准相吻合。如图1所示,c、d位置处为传感装置最佳安置位置;细致检查传感装置器件完整性、测量管道内壁期间,需注重对传感装置重点零部件、各个接线端完好性的检查。仪表若未输出流量信号,也会因转换装置故障问题所致,可及时将线路板替换好,做好转换装置故障排查工作。较低流量与仪器参数设定期间,小信号较高切除设定,流量一边会有不显示现象产生。对此,务必注重对此方面故障问题的检查分析及有效排除,及时做好相关零部件更换处理,保证整个仪器可维持良好运行状态。德国VSEAPE4-UV0S/X流量计中国1.正确地安装 正确安装涡街流量计传感器是确保测量精确可靠的首要前提,若在安装地点和方式选择.上失误轻者影响测量精度重者会影响传感器的使用寿命甚至损坏传感器。 ①保证适当的直管段 安装传感器时,一般要求上游直管段长度15-40DN下游段长度5DN,可根据上下游管道的情况适当调整以保证测量精度。传感器也应避免在架空的非常长的管道上安装传感器这样时间一长后,由于传感器的下垂容易使传感器与法兰间的密封泄漏,若不得已要安装时必须在传感器的上下游2D处分别设置管道支架等紧固装置。 ②避免较强的振动 传感器应避免安装在振动较强的管道上,若不得已要安装时,必须采用减振措施,在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置并加防震垫。在空压机出口处振动较强不能安装传感器应安装在储气罐之后。 ③根据测量流体选择合适的安装方式 在对高压风测量时,可以选择将涡街流量计传感器安装于水平管道或垂直管道.上但如果高压风中水份含量较高,水平安装时传感器应安装在管线的较高处,垂直安装时气体流向应由下向.上。无论水平或垂直安装流体流向必须与传感器表体.上的流向箭头保持一致。④对外部环境的要求 传感器避免安装在温度变化很大的场所和设备的热辐射范围内若必须安装应有隔热通风措施。在潮湿、含有腐蚀性气体的环境中安装时必须做好防潮及隔离措施。外因为电噪声会干扰传感器的正确测量,因此安装位置要远离大功率变压器、电机等干扰设备。 2.正确设定参数 流量积算仪具有良好的全中文界面,以方便用户操作。正确进行参数设定是保证计量精度的前提。测量介质选择空气,因为对高压风的体积流量计量不需要压力温度补偿,因此测量信号设置为工作状态下的体积流量输入信号选择频率瞬时流量的单位默认为m³/h不需要用户设定。电磁流量计的特点 电磁流量计的原理决定了其具备如下特点:1.传感器内既没有叶轮,也没有旋涡发生体和探头,因而也就从根本.上避免了回收水中的杂物、泥沙等对叶轮的缠、卡及对旋涡发生体和探头的包围等因素造成的计量不准或计量停止的现象。2.测量不受被测液体的密度、粘度、温度、压力和导电率变化的影响,.所以特别适用于尾矿回收水这种泥沙浓度随回收水t多少而变化的液体的测量。3.传感器电极结构多样化,可根据不同的应用条件选择叮拆卸式、固定式和刮刀式电极,特别是刮刀式电极,可在不停被测介质的情况下对电极进行清理,应用起来非常方便.4.安装方便,可水平、垂直或倾斜任意角度安装,对下游直管段要求较低,且衬里和电极有多种材料可供选择,所以有耐腐蚀和耐磨等特点。5.仪表采用了:态方波励磁技术,先进的小信号处理技术和软件技术,抗干扰性能强,精度稳定可靠。6.仪表不能测址气体、油品、有机溶剂等不导电介质。电磁流量计应用与效果我们在安装使用过程中,除了满足常规的要求外,着重强调了如下几点:1.选择的安装地点保证了电磁流量计在计量时传感器内时刻注满介质,且上游有5D,下游有2D以上的直管段,有足够的安装检修空间;2.安装流量计时做了面积约2m²的接地网,.接地网离地面要有足够的深度,并在掩埋接地网时撒了部分工业用NaCI以确保传感器接地电阻小于102;3.由于安装地点离电机和配电盘较近,为防止电磁干扰,我们把整个一体式流量计用铁箱全部罩住进行了屏蔽,并将屏蔽铁箱单独可靠接地(抄读数字时打开铁箱读数);4.在使用过程中,每半年清理一次传感器电极,以防止上面的污垢影响信号的输出。流量计选型时应考虑很多因素,如仪表性能流体特性、安装要求环境条件以及价格因素等。其中对计量对象即燃气的确切了解非常重要,这往往需要选型设计人员和计量管理人员进行深入细致的调查。(1)流量计性能方面:精确度.重复性.线性度、范围度、压力损失、上下限流量、信号传输特性.响应时间等;(2)流体特性方面:流体压力、温度、密度、粘度、润滑性.化学性质磨蚀、腐蚀、结垢、脏污、气体压缩系数、等熵指数比热容声速、混相流、脉动流等;(3)安装条件方面:管道布置方向、流动方向、流量计上下游直管段长度、管径、维护空间、管道振动、接地、电源辅助设备(过滤、排污)等;(4)环境条件方面:环境温度、湿度、安全性、电磁干扰、防爆等;(5)经济因素方面:购置费、安装费、维修费、校验费.运行费(能耗)、使用期限、备品备件等。针对传统电磁流量计用信号电缆的易受电磁干扰和内部产生较大噪音的性能缺陷,首先根据电磁流量计用信号电缆的特点及其运行环境要求设计了多种结构方案,而后综合考虑电缆抗电磁干扰水平、内部噪音水平、工艺的实现难度和制造成本等因素对相关设计方案进行反复筛选,最终确定了新型低噪音电磁流量计用信号电缆的结构。 该新型电缆的结构如图1所示。导体为单股退火镀锡软铜线,以提高导体的导电性和防腐蚀性。在导体外绕包一层薄F4(聚四氟Z烯)半导电带,有利于降低导体和绝缘之间的摩擦起电噪音。绝缘采用材料较为纯净.介电常数较小具有一定弹性的聚丙烯绝缘级材料,并采用挤压式挤出,减小绝缘层与导体的向隙。采用对绞组作为信号传输线,由于在两根传输线上感应的电压接近相等,减小了电压差值,提高了信号传输稳定性;对绞组由两种不同颜色绝緣线芯组成,相邻线对对绞节距应不大于100mrmn。对绞分屏蔽纪(即对对绞组进行分屏蔽,每对对绞组外绕包两层聚酯带和--层厚0.04mm铝塑复合带绕包,内置-根7X0.26mm镀锡铜绞线作引流线)有利于对不同对绞组之间信号中音的抑制和隔离。对绞分屏敞组同心式绞合成缆,在对绞分廉蔽组间]填充非吸湿性材料,以保证缆芯圆整。在成缆缆芯外绕包两层聚酯带,再采用铝塑复合带绕包,内置镀锡铜线作引流线,以提高电缆电磁屏蔽能力。总屏敞层外挤包隔离层(隔离护套).隔离层采用绝缘级低密度聚乙烯材料。隔离层外采用铠装层,铠装材料为高导磁合金钢带.其为强磁材料,叮将外来的磁通大部分限制在铠装层的外表面上(仅布少部分能进.人被屏蔽的空间);铠装时对高导磁合金钢带采用纵包焊接,确保其形成.连续圆杜管;铠装层可提高电缆抗电您T扰水平以及对电缆进行加强,减少电缆振动引起的电动势。外护奈采用监色软PVC(聚氯乙烯)护层级电缆材料挤包,实现电缆防护。 该新型低噪音电磁流量计用信号电缆通过开发新的结构和选用新的材料具有了高抗电磁干扰能力和优异的低噪音性能,可实现信号的高分辨率、高精度和稳定传输:a.通过采用绝缘线芯对绞、对绞铝箔分屏蔽、引流线设置、铝箔总屏蔽、全封闭钢合金铠装屏蔽等综合设计,对内外部电场和磁场形成有效的屏蔽隔离,抑制了内部串音,降低了信号传输的波动性,大大提高了电缆的抗电磁干扰水平,提高了电缆传输信号的准确性和可靠性。在实际工程安装中,电缆也不必穿金属管敷设,可降低工程成本。b.采用镀锡导体以及导体外设置F4半导电带,有利于降低导体和绝缘之间的摩擦起电噪音,同时电缆整体设计结构紧凑,尤其是钢合金铠装层的设计,使得电缆内部相对滑动少,一定程度上也减少了电缆内部摩擦起电噪音的产生,这样可以将原始噪音降低2~3个数量级,极大地提高了传输信号的分辨率和精度,减小了电磁流量计的计量误差,大大提高了电磁流量计的计量准确性、精确性和可靠性,完全可满足微量精确计量场合的使用要求。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。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。德国VSEAPE4-UV0S/X流量计中国1、测量管、法兰、浮子的材料选择 针对酒精、乙醛流量测量,可采用一般防腐材料1Cr18NigTi制作测量管、法兰、浮子;针对粗醋酸、冰醋酸的流量测量,由于其腐蚀性强,则测量管内部接触被测介质的所有部位和浮子均要衬聚四氟乙烯材料,测量管、法兰采用1Cr18NigTi材料。 2.金属管浮子流量计和口径的计算与选择(针对液体流量测量) (1)当工艺专业提出液体体积流量Qva,我们用下式计算系数FV: 其中:ρs是所选择浮子材料的密度(g/cm3);1Cr18NigTi浮子ρs=7.8(g/cm3);PTFE浮子ρs=3.4(g/cm3);ρs是被测量介质的密度(g/cm3)。(2)根据以上计算得到的系数FV,我们可以得到对于液体用水标校时的流量QV(水):QV(水)=FV·Qva (3)根据生产厂家提供的流量表可选择出QV(水)所对应的金属管浮子流量计的口径、浮子号。 (4)按此浮子号的量程值除以系数FV得出介质的流量范围QN,刻度可在0.9QN至1.1QN选择。 (5)举例说明。原始技术数据见表1,计算结果及选择见表2。 3.现场显示及远传的选择 现场显示选用M7,指示实际状态下流体的瞬时流量值/小时。 远传型式可选用Es-电远传输出4~20mA,亦可选用EX-本安防爆远传输出4~20mA。 4.显示仪表选择 选择流量积算仪,它具有瞬时流量显示和比例累积流量积算功能。 涡街流量计与流体密度无关,在测流量时,考虑气体或蒸汽温度、压力变化对密度的影响,需不需要进行密度、温度压力补偿,从以下几个方面进行探讨。(1)测量介质为液体,且流量以质量流量表示。由于测液体流量时,流量指示一般为质量或重量流量,漩涡流量计由漩涡频率-流速-体流量X密度=质量流量,当指示值以质量流量表示时,刻度系数中包含密度的因素,所以密度变化对指示值有影响,必须进行密度修正。(2)测量介质为气体,且以标准状态下体积表.示。 气体流量一般习惯均以标准状态下体积表示,刻度为Nm³/h,但工作时由漩涡频率→流速→工作状态体积再折算成标准状态下体积。作为一台漩涡流量计,一旦折算系数确定了,那么流体只有处在一个工作压力、温度下流量指示值才准确,这个温度就是设计温度,这个压力就是设计压力。一旦工作条件偏离了设计值也会带来误差,所以必须考虑温度、压力补偿,但不考虑密度补偿。(3)测量介质为气体,且以质量流量表示。 对漩涡流量计,由漩涡频率→疏速→工作状态体积流量→设计状态体积流量→标准状态体积流量,再乘以标准状态下气体的密度而得到质量流量。 显然,以质量流量表示的漩涡流量计,必须进行气体组成变化带来的密度变化的修正,同时工况变化,又增加一个由工作状态折算到设计状态的折算系数。这个折算系数是动态的,也就是温度、压力补偿问题。经过以上分析得出以下结论:(1)无论测气体或液体,若涡街流量计流量以工作状态体积流量表示时,没有密度及温度、压力补偿问题。(2)无论测气体、蒸汽或液体流量,以质量流量表示时,液体一般温度变化范围大,流体密度变化均需进行密度修正,对气体过热蒸汽还需进行温度、压力补偿。(3)以标准体积流量表示时,流量计必须进行温度、压力补偿,无需进行气体密度补偿。超声波流量计根据声道布置形式可以分为单声道超声波流量计和多声道超声波流量计。单声道超声波流量计在测量管道上只安装一对超声波换能器,多声道超声波流量计则在测量管道上安装多对超声波换能器,包含多个独立的超声波传播路径。多声道超声波流量计对于流场的适应能力更强,可以提高流量计的测量精度;然而单声道超声波流量计在小管径场合应用更为广泛,而且通过反射镜的应用单声道超声波流量计的声道布置形式越来越复杂,测量精度也随之提高。根据声道的传播方式,常用的单声道超声波流量计主要有Z型流量计,U型流量计,V型流量计,N型流量计和三角型流量计,不同传播类型的单声道超声波流量计声道示意图如图4-1所示,其中红色虚线表示声波传播路径。 多声道超声波流量计采用数值积分的方法提高流量修正系数的精度,可以解决单声道超声波流量计测量不确定度误差大的问题。多声道超声波流量计通常采用Gauss积分方法计算式(2-7)中各声道位置ri/R和相应的权重系数wi。在相同采样点数、节数自由的情况下,Gauss 型数值积分方法相对于辛普森公式和梯形公式等插值型积分方法计算精度更高。对于圆形测量管道的超声波流量计中声道位置和相应权重系数的计算一般采用Gauss-Jacobi积分方法。按照 Gauss-Jacobi 积分方法的零点确定各声道高度,按积分方法中的权重系数计算声道权重系数。 实际中各声道上速度分布与理想的代数多项式表示的流速分布差异很大,特别是无法体现管壁处流速为零的特性,导致流量的积分结果偏高,影响流量计的测量精度。为了使计算结果更加接近于圆形管道内液体充分发展的真实值,提出了采用最佳圆截面算法(OWICS)计算声道位置ri/R和权重系数wi的方法,最佳圆截面算法其实是基于正交多项式的 Gauss 积分方法。Gauss-Jacobi和OWICS积分方法计算各声道位置和权重系数如表4-1所示.1、精确度 一般说来,选用涡轮流量计主要是看中其高精确度。目前涡轮流量计的精确度大致为液体:国际市场为±0.15%R,±0.2%R,±0.5%R和±1%R,国内定型产品为±0.5%R和±1%R;气体:国际市场为±0.5%R和±1%R,国内为±1%R和±1.5%R,以上精确度指范围度为6:1或10:1。精确度除与本身产品质量有关外,还与使用条件密切相关。 若缩小范围度可提高精确度;特别是作为标准表法流量标准装置的标准流量计,若定点使用,精确度可大为提高。 流量计精确度愈高,对现场使用条件的变化就越敏感,要想保持其高精度,需要对仪表系数特别的处理。一种处理方法就是所谓仪表系数浮动处理法。即由现场以下条件实时进行处理:a)粘度受温度的影响;b)密度受压力、温度的影响;c)传感器信号冗余(一台传感器输出二个信号,监视其比值;d)系数的长期稳定性(采取控制图确定)等。 对于贸易储运交接计量,常配备在线校验装置,以便定期进行校验。 生产厂使用说明书列举的仪表精确度为基本误差,现场应估算附加误差,现场误差应为两者的合成。2、流量范围的选择 涡轮流量计的流量范围的选择对其精确度及使用期限有较大的影响。一般在工作时最大流量相应的转速不宜过高。使用状况分连续工作和间歇工作两种,连续工作是指每天工作时间超过8小时,间歇工作是每天工作时间少于8小时。对于连续工作最大流量应选在仪表上限流量的较低处,而间歇工作可选在较高处。一般连续工作是将实际最大流量乘以1.4作为流量范围的上限流量,而间歇工作则乘以1.3。 如果仪表口径与工艺管道通径不一致时,则应以异径管和等径直管改装管道。 对于流速偏低的工艺管道,最小流量成为选择仪表口径首先要考虑的问题,通常以实际最小流量乘以0.8作为流量范围的下限流量,使其留有一定的裕量。若配有分段线性化功能的显示仪,在传感器流量下限值不能满足实际最小流量时,应要求生产厂在实际最小流量及其附近进行流量校验,将测得的仪表系数输入显示仪,这样就能既降低仪表的流量下限值,还能保持测量的精确度。3、精确度等级 对于仪表精确度等级的要求要慎重,应该从经济角度来考虑,例如大口径输油(输气)管线的贸易结算仪表,经济上关系重大,在仪表上多投入是合算的。至于输送量不大或作为过程控制用只需中等精度水平即可,切忌盲目追求高精度。本安型防爆传感器适配安全栅型号及制造厂,核查防爆等级及批准文号等。若要显示质量流量(或标准状态下体积流量)要选配压力、温度传感器或密度仪表。涡轮流量计显示仪现已由以微处理器为基础可与上位计算机进行通信的流量计计算机所包括,该仪表在仪表功能及使用范围等都远超过老式涡轮流量显示仪。目前作为贸易计量的各类型流量计都趋向于配有直读式显示装置。不但有总量计量的显示,还可附加补偿器(一台功能齐全的流量计算机)输出远传信号。4、对流体的要求 对流体的要求为洁净(或基本洁净)、单相或低粘度的,常用流体举例如下:一般流体,包括水、空气、氧气、高压氢气、牛奶、咖啡等;石油化工类:汽油、轻油、喷气燃料、轻柴油、石脑油、乙烯、聚乙烯、苯乙烯、液化气、二氧化碳及天然气;化学溶液类:氨水、甲醇、盐水等;有机液体:酒精、苯、甲苯、二甲苯、丁二烯、四氯化碳、甲基胺、丙烯腈等;无机液:甲醛、酢酸、苛性钠、二硫化碳等。对于腐蚀性介质,使用材质选择要注意,含杂质多及磨蚀性介质不推荐使用。5、对液体粘度的要求 液体涡轮流量计为粘度敏感的流量计,当液体粘度增大时,仪表系数的线性区变窄,下限流量增大,当粘度增加到一定数值时,甚至无线性区域。螺旋叶片的情况比直叶片要好的多。 对于液体,通常用水校验传感器,当精度为0.5级时,可在5×10-6mm2/s以下的液体而不必考虑粘度的影响。当流体粘度高于5×10-6mm2/s时,可用相当粘度的液体校验而不必作粘度修正。此外也可采取一些措施来补偿粘度的影响。如缩小使用范围度,提高流量下线值或仪表系数乘以雷诺数修正系数等。 粘度对仪表系数的影响与传感器结构类型及参数口径大小等有关。有几种粘度对仪表系数影响的表示方法:仪表系数与雷诺数的关系,在几种粘度下,仪表系数与输出频率的关系和仪表系数与输出频率除以运动年度的比值的关系等等。这些资料有的生产厂准备有,但并非所有的生产厂都有这些资料。6、对气体密度的要求 气体涡轮流量计主要考虑流体密度对仪表系数的影响,密度的影响主要在低流量区域,如图14所示。密度的增大(即压力增大)使特性曲线直线部分向下限流量区域拓展,传感器的范围度扩大,线性度改善。若气体涡轮流量计在常压的空气中校验使用时被测介质工作压力不一样,其下限流量由下式计算qvmin,qvamin-分别为压力p和压力pa(101.325kPa)下被测介质和空气的体积流量下限值,m3/h;p,pa-分别为工作压力(绝压)和大气压(101.325kPa),kPa;d-被测介质的相对密度,无量纲。7、体积流量换算到质量流量 涡轮流量计测量的是实际体积流量,无论物料平衡或能源计量,介须测量介质流量(即标准状态下的体积流量),这是应由下式进行换算 式中 qv,qvn-分别为工作状态和标准状态下的体积流量,m3/h;p,T,Z-分别为工作状态下绝对压力(Pa),热力学温度(K)和气体压缩系数;pn,Tn,Zn-分别为标准状态下绝对压力(Pa),热力学温度(K)和气体压缩系数;8、不宜选用涡轮流量计的场所含杂质多的流体,如循环冷却水、河水、排污水、燃油等;流量急剧变化的场所,如锅炉供水系统、有空气锤的供气系统等;测量液体时,管道压力不高而流量又较大,仪表下游侧压力可能接近饱和蒸汽压,有产生气穴的危险,如液氨从高位槽靠位能自由流出,在排放口处就不宜安装;电焊机、电动机、有触点的继电器等的附近,存在严重电磁干扰的场所;上下游直管段长度严重不足,如轮船的机舱内;锅炉自动供水系统如频繁地起泵和停泵,对叶轮造成冲击,使传感器很快损坏;有腐蚀性或磨蚀性介质选型时应慎重,宜与制造厂联系咨询。9、经济性 选用涡轮流量计用于高精确度场合,其经济因素应多方面考虑。仪表的购置费只是费用的一部分,还应考虑以下几方面的开支:安装用辅助设备费(如消气器、过滤器等)或旁路支管包括阀门等;校验费,为了保持高精度必须经常校验,甚至在现场安装一套在线校验装置,其费用相当可观;维护费,涡轮流量计的易损件更换用,他是保持高性能必需的。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。热式气体质量流量计是流量计发展历史的一次重大变革,使流量测量直接转变为质量流量的测量.根据测量时热式质量流量计所使用的流量测量元件的加工工艺的不同,常用的传感器探头可以分为:热线热式流量传感器、热敏电阻式传感器、半导体集成电路式传感器等. 热式流量传感器探头对流体运动形态的影响较小,测量范围大,响应性能也很好,但是,这种类型的传感器探头对机械强度要求较高、在传感器材料选择上受到较大的限制;同时,加热温度仅能达到400~500℃.此外,由于流体中的微小颗粒容易粘附到热线上,抗污染腐蚀能力较差,易损坏使热线的特性发生不稳定性变化,热线一致性差,难以进行批量生产. 半导体式传感器探头是以单晶硅为基体,使用硅微机械加工而成的微桥结构.半导体式传感器探头多用于0~25mL/min 的小流量气体的测量,在本课题中所需要测量的流量范围较大,不能满足使用要求.图2-2是典型的半导体式传感器探头结构. 热电阻式传感器主要有两个探头:一个流量探头(Rp),一个温度探头(Rtc).目前,市场上所使用的大部分热式气体质量流量计传感器探头主要是基准铂电阻.工作的时候,两个探头以一定的机械结构固定于管道中,可以通过热源探头上电压信号量或者加热功率的改变来衡量流量的变化.工作中要求两个传感器探头对流量的响应尽可能的快,且要保证散热同步,传感器探头的灵敏度最高,这为传感器探头的设计增添了一定的难度. 如图2-3铂电阻的典型结构所示,铂电阻在在管道内与流体进行热交换的过程中,铂电阻的表面和内部铂丝之间存在热阻,阻碍热量的交换.因此,必须从铂电阻元件的选择和传感器结构设计两方面进行设计,尽量减小铂电阻内部和表面的热阻.如果热阻较大,热敏电阻表面和内部就会存在很高的温度差高,出现流量探头和温度探头已经达到恒定温差的假象,会严重影响控制电路正常工作,使测量的结果与管道流量的实际状况出现较大偏差,所以减小探头的热阻是设计热电阻式传感器的关键.
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