德国VSERS400流量计办事处同时我们还经营：电磁流量计在结构上由传感器和转换器组成，其中传感器部分是检测出感应电压信号，也即是流量信号，经过信号传输线送给转换器；转换器部分主要起到处理流量信号，转换成可供显示仪、记录仪、计算机等处理的标准电信号。其结构示意图如图4-1所示。　　电磁流量计传感器通过两端法兰，将它与被测流体所在的管道连接，安装在测量管道上。它是电磁流量计流量测量部分，在设计过程中，它应满足如下作用：（1）能够将流量信号转换成电压信号；（2）通过对转换器合理的设计，使无可避免的干扰所带来的不利影响减少到最小程度，最大程度的提高流量信号的信噪比；（3）在选择材料方面，尽量能够满足工业现场的要求，包括工业环境和电气属性等等。　　电磁流量计转换器不仅仅给电磁流量计提供励磁电流，而且能够接收传感器测量的感应电动势信号，将该信号滤波、放大并转换为标准的电流电压信号，以能够在显示仪表、控制仪表和计算机网络实现对流量的远距离调控、监测、计算。　　电磁流量计原型样机由10种元件组成，表4-1罗列出原型样机的元件清单，给出元件的参数，在装配图中标注出每一个元件的编号与位置，如图4-2所示，并作出了测量管道的三视图。权函数求解系统基础设计主要对管道、电极、励磁线圈进行设计，因为这三个方面的选材与设计直接决定了电磁流量计测量系统的精确度，影响到权函数的实验求解结果，同时在对管道、电极和励磁线圈设计时，要和COMSOL Multiphysics仿真模型中三者的尺寸和位置相一致，以达到权函数实验求解验证仿真求解的目的。  由于孔板流量计有多个测量单元，影响其测量准确度的因素很多(如孔板的加工误差，安装误差、计量软件的计算误差等)。此外,在现有工况条件下，由于介质中的杂质对孔板有一定的冲击腐蚀作用，易造成差压变送器产生零点漂移，特别是当天然气处理效果不理想时,对计量的影响更大。因此,节流装置和差压变送器的使用维护是一个重点。应在下面的实际运行中加以注意:(1)当天然气处理效果不理想时，在孔板上游端面会沉积脏物。不仅会降低孔板的使用寿命,还会造成较大的计量偏差。(2)变送器导压管的作用是将孔板前后的压力信号引入差压,测量出差压值参.与流量计算,上下游导压管带液会使差压偏小(大),造成流量偏小(大)。在冬季,导压管冻堵现象较常见,如果流量值出现大的起伏,很可能是导压管带液或冻堵了。(3)孔板胶圈变形。由于孔板胶圈在清油的浸泡下容易变形(这种情况在夏季尤为突出)，因此在.天然气处理装置停运的情况下,要注意检查胶圈变形的情况,-旦孔,板松动应立即更换,不然不仅会因胶圈泄漏造成较大的计量误差,还会出现孔板脱落难以取出.必须停产维修的局面。(4)当天然气处理不干净时,其中的粉尘、水化物等对孔板有很强的冲刷腐蚀作用,会在孔板表面形成麻点,使直角边变钝，因此,孔板应经常检查更换,否则准确度会降低。(5)差压变送器零点漂移除了与仪表本身的稳定性有关外，,导压.管带液也会造成很大的影响。由于孔板流量计的流量和差压值成开方关系,差压变送器的零点出现正负漂移会直接造成积算流量偏大或偏小。(6)流量计算机中一些关键参数输入不正确或更新不及时。比.如,孔板开孔直径是以平方的形式出现的,由于孔板开孔直径会随季节和运行时间发生变化,一-定要定期测量孔板的开孔直径，并在流量计算机中及时更新。  天然气组分变化不仅影响相对密度,还影响超压缩系数。对于没有在线色谱仪的计量系统,,在组分变化不大的情况下流量计算机中一般每周输入-周天然气组分的平均值，但在天然气组分变化很大的情况下，每天都要对天然气组分进行化验.更新。2提高天然气计量准确度的应对措施(1)定期清洗检查孔板。比如孔板流量计光洁度直角边锐利度、胶圈变形情况、孔板开孔直径等。在正常的生产情况下。每月清洗检查-次,在出现不正常的情况下,视情况加密检查次数。(2)对流量计前过滤器每两小时排污一次,每月清洗过滤器芯--次。(3)正确输入计量参数并及时更新.按时校验变送器零点。另外,在气量波动较大的情况下,及时调节差压变送器量程,使测量值尽量在量程的1/3-2/3之间，以保证测量准确度。在测量值超出变送器最大、最小量程范围时，要考虑更换合适孔径的孔板。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。1.导电性和非导磁性  通过电磁流量计的工作原理可知电极上要产生感应电动势,首先电极必须是导体,因此电极必须具有非常好的导电性能。另外,电极处于工作磁场中,为防止磁力线在电极上集中,电极材料必须是非导磁的。2.耐腐蚀性  在电磁流量计工作的过程中,电磁传感器部分只有电极与被测介质相接触,因此电极材料的耐腐蚀性能是选择电极材料的重要因素。  电极的耐腐蚀性能对测试性能的影响主要分为两个方面。(1)电极受被测介质的腐蚀或磨损,会改变两电极间的距离L。对式的L求偏导,可以得到测量误差(2)电极在被腐蚀的过程中,电极上会出现相当大的直流漂移电压,使测量输出产生大幅度的波动,影响到测试的读数。3.电极的表面效应  电极的表面效应分为表面化学反应、电化学和极化现象,以及电极的触媒作用三个方面。(1)表面化学反应。电极表面与被测介质接触后,为了抗拒被测介质的腐蚀,往往会形成一层薄的钝化膜或氧化层。它们可能会提高电极表面的耐腐蚀性能,但也有可能增加表面接触电阻,导致仪器不能正常工作。(2)电化学和极化现象。由于目前普遍采用低频矩形波励磁,虽然能减弱极化电势的影响,但并不能完全消除极化电势干扰的影响。极化电势与液体介质性质以及电极材料性质有关。电化学现象容易在测量过程中产生浆液噪声和流动噪声,引起仪表输出出现波动现象。为了避免或减小这个现象，可选配与被测液体电化学和极化电势作用小的材料以及低噪声电极。(3)触媒作用。被测介质在电极的触媒作用下产生化学反应而影响测量。4.电极的表面光沽度  电磁流量计电极接触被测介质的表面对于粗糙度要求非常高,一般都应该抛光处理。主要原因有三个方面:表面光滑的金属在电解质中抗腐蚀性能较强;表面粗糙的金属,其产生的抗拒极化的氧化保护膜厚度不均匀,容易被颗粒状、纤维状等流体中的杂质划破，造成变动的直流电位,影响测量的稳定性;表面粗糙的电极容易在测试过程中被被测介质中的杂质污染,表面容易被杂质附着结垢，影响测试效果。1.环境条件  电磁流量计安装分为两种:一体式和分体式。(1)现场和环境较好的条件下，一般选用一体式，即传感器和转换器组装成一体。(2)分体式电磁流量计即传感器和转换器分开装于不同地点，一般出现以下情况时选用分体式:①环境温度或流量计转换器表面受辐射温度超过60℃;②管道振动较大的场合:③对传感器的铝壳严重腐蚀的场合:④现场湿度较大或有腐蚀性气体的场合:⑤流量计装在高空或不方便调试的场合。2.防爆及防护等级  根据环境要求，选择本安、隔爆型电磁流量计或普通型，并且满足一定的防护等级，按规范进行安装，提高仪表的安全性。3.电极材料  导电介质在电磁流量计管内通过时，在外加磁场的作用下产生感应电势，电极的作用就是把产生的电动势引出来,然后放大、输出标准信号。电极直接跟介质接触，因此，应根据介质的化学性质，选择合适的电极，以免出现腐蚀。常用的电极材质有钽、钛、316L、HC、铂铱合金、碳化钨等。4.接地环或接液环  电磁流量计的输出信号比较小，一般只有2.5~8mV,小流量时信号可能低至几微伏，外界稍有干扰就会影响测量精度。因此，仪表外壳、测量管、介质、仪表屏蔽线等要做好等电位连接，并进行可靠、单独接地。与介质连接的金属部.分，就叫接地环或接液环。接地环的材料选择--般考虑经济性和耐腐蚀性，对于大口径的金属管道上的电磁流量计，为了节约成本，可以不设接地环，将流量计的法兰和管道连起来然后再接地;如果电磁流量计用在小口径的管道上或用在非金属管道上，必须设置接地环。5.内衬材料  内衬主要作用是绝缘，预防电极短路，同时保护测量管不受介质腐蚀。常用的内衬材料包括:聚氨酯橡胶、PFA、天然软橡胶、EPDM橡胶，选择时应根据介质温度、腐蚀性、是否含有固体颗粒、耐磨性能等情况，选择合适的内衬，延.长仪表使用寿命。6.供电电源  一般厂家的电磁流量计采用四线制接线，信号线与电源线分开，可以采用交流220V电源供电，也可以采用直流24V电源供电。原则上采用直流24V安全电源供电，特别是在易燃易爆的环境。1.煤浆的磨损大,所以电磁流量计采用耐磨的ETFE衬里”的观点不准确,ETFE主要解决了与金属的附着问题。虽然ETFE的原料便宜，但其目前的处理工艺复杂,用它来制作衬里,成本比PFA还高,且没有表征ETFE的.耐磨性优于PTFE的佐证。2.采用低噪声电极,所以波动小”的观点不准确。电极的形状的确与噪声大小相关。由于原进口流量计的电极在某煤化I企业有结垢现象,经常需要把流量计拆下来用晶相砂纸打磨电极,而上海威尔泰采用自清洁电极(即尖状电极),有效地解决了结垢问题。实际应用表明,虽然采用自清洁电极流量计的平稳性比采用球面电极的平稳性稍差,但也没有出现过异常波动。所以,我们认为,在解决煤桨流量输出异常波动方面,低噪声电极并非关键技术。3.原进口流量计安装要求低，‘前5D后2D'就行”的观点不准确。在实验室标定时,要求直管段比较长(达到10D);在应用中,-般“前5D后3D”就足够了,这并非仅仅适用于进口流量计。如果缩径,直管段要求还可以进一步减小。另外,现阶段的煤浆流量计,基本没有投闭环控制的,对于精度的要求不是很高,关键是保证安全连锁处于有效状态,以避免异常波动引起误跳车。4.原进口流量计流速大小对流量的影响很小，适用0.3m/s的流速"的观点不准确。这种说法有很大的误导作用。实际应用经验表明,当流速较低时,尤其是当流速低于0.5m/s时,煤浆流量计容易波动。因此,这种观点不准确。5.单纯缩径"的观点不准确。我们曾经把管道缩径,安装较小口径的流量计,实际使用效果却不如采用本文所提的方案。一方面，由于涉及管道改造、高压法兰以及压力容器级别的焊接,综合成本也不低;另一方面在管道上缩径,小口径长度会远大于在电磁流量计上缩径，导致压损增大,再加.上转换器未替换,很多结果不可预知。6.原进口流量计因为业绩多，所以风险小”的观点不准确。业绩多和业绩好是两个概念,二者没有因果联系。由于历史的原因，原进口流量计市场占有率比较高,好的业绩虽然多,但差的业绩也有。一旦波动引起误跳车，损失是很大的。据不完全统计,因为煤浆流量计波动引起误跳车,200000t甲醇生产线一次损失约为300000元;600000t甲醇生产线，误跳车一次的损失约为800000元。这也是质量好的煤浆流量计价格居高不下的原因之一。我们曾经使用两种品牌的进口流量计,八个月就坏的情况也出现过,-年坏三套的情况也发生过。德国VSERS400流量计办事处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VSERS400流量计办事处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.1、旋进旋涡流量计无机械可动部件，耐腐蚀，稳定可靠，寿命长，长期运行无须特殊维护；2、采用16位电脑芯片，集成度高，体积小，性能好，整机功能强；3、智能型流量计集流量探头、微处理器、压力、温度传感器于一体，采取内置式组合，使结构更加紧凑，可直接测量流体的流量、压力和温度，并自动实时跟踪补偿和压缩因子修正；4、采用双检测技术可效地提高检测信号强度，并抑制由管线振动引起的干扰；5、采用汉字点阵显示屏，显示位数多，读数直观方便，可直接显示工作状态下的体积流量、标准状态下的体积流量、总量，以及介质压力、温度等参数；6、采用EEPROM技术，参数设置方便，可*保存，并可保存长达一年的历史数据；7、转换器可输出频率脉冲、4-20mA模拟信号，并具有RS485接口和HART协议，可直接与微机联网，传输距离可达1.2Km；8、配合本公司的FM型数据采集器，可通过因特网或者网络进行远程数据传输；9、压力、温度信号为变送器输入方式，互换性强；10、旋进旋涡流量计整机功耗低，可用内电池供电，也可外接电源。出现孔板流量计反向安装这种情况的原因有二：1.操作人员未进行岗前培训,技术不熟练,不熟悉工艺流程走向；2.由于操作人员在更换孔板,清洗检查节流装置,进行工艺改造安装时,或在进行训练的过程中,粗心大意，现场监督,检验不到位等.出现此情况时,孔板下游锐角边经缘朝向上游,其结果将直接影响计量偏低,反映在现场是差压下降一个台阶,而由于现场原因未能及时发现并纠正.其引起流量偏低的影响率,据国外实验研究资料数据为-12%~-17%,一般情况下,雷诺数不变时,高β值与低β值之间的流量偏差值为±2%,管径雷诺数越低,其流量偏差越大。　　此外,在更换孔板以后,其配套产量计算参数必须同步更换,否则会出现相当大的正负偏差,若由小孔径换大孔径,参数未更换,则流量计量将偏高;反之,流量计量将偏低,在日输气量大的用户计量中,造成的损失将是很大,甚至是难以弥补的。　　从以上分析,我们不难看出,孔板流量计反向安装,参数的错误是可以通过操作人员认真仔细的操作,培训来杜绝的,在天然气商品贸易结算中,是绝对不允许有此现象发生的,所以制定一套科学的严格的现场计量监督制度是很有必要且很重要的。

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