德国VSEAP1流量计中国分公司同时我们还经营:1.对孔板流量计进行正确选型 选择孔板流量计,首先要考虑量程问题。有些是冬季用汽量相对大,而夏季用汽量相对较小,用汽量相差过于悬殊,那么孔板流量计在保证测量准确度的前提下,孔板流量计的流量范围就难以适应。因此,要明确最小流量(不是零)及最大流量,在此基础上选择符合相关运行参数的计量仪表。2.对孔板进行正确安装对于任何计量仪表都必须安装正确,否则就无法正常工作。正确安装孔板流量计,必须做到五点。①在所要安装计量仪表的前后必须留有足够长的直管段。②孔板流量计不能安装在整套管路最低处。③必须高度重视冷凝器的安装:两个冷凝器必须处于同一水平上,冷凝器的作用是使导压管中被测蒸汽冷凝;并使正、负导压管中的冷凝液面有相等高度;还必须保持长期稳定;还要充分考虑维护、拆换、吹扫便利。④导压管长度最好在16m以内,内径最好选用中10mm~016mm有防堵塞为好。导压管全程保温并确保正、负管处于同等温度以免密度变化引起误差。⑤装测温元件地方最好在节流件下游侧10D以外处,在管道或正压管上取压时,如压力变送器装在节流装置下方,必须对压力变送器的管路液柱值进行修正,以提高计量准确度。1.计量原理 流体通过涡轮流量计时,流速被转换为涡轮的转速,转速再被转换成与流量成正比的电信号,最后在计数器上进行显示和累计。目前,绝大多数涡轮流量计都为一体化智能流量计,除上述机械计量部分外,还包括1台体积计算仪,依据实测工况流量、取压口实测压力、测温口实测温度及内部设定的一些固定参数进行计算,将工况体积转换为可贸易交接的天然气体积,其原理如图1所示。2换算原理2.1工作条件下的体积流量计算实用公式工作条件下的体积流量计算实用公式如式(1)所示:式(1)中,qf为工作条件下的体积流量,m3/s;f为输出工作频率,Hz,由频率计采集;k为系数,m-³,可按流量计铭牌给定值。2.2标准参比条件下的体积流量换算实用公式标准参比条件下的体积流量换算实用公式如式(2)所示:式(2)中,qn为标准参比条件下的体积流量,m3/s;pf为工作条件下的绝对静压力,MPa;pn为标准参比条件下的绝对静压力,MPa;Tn为标准参比条件下的热力学温度,K;Tf为工作条件下的气体绝对温度,K;Zn为标准参比条件下的气体压缩因子;Zf为工作条件下的气体压缩因子。 工作条件下的压力和温度的准确度取决于测量仪表。标准参比条件下的绝对静压力为101.325kPa,热力学温度为293.15K。输出工作频率由频率计采集得到。在不考虑涡轮流量计测量误差的基础上,研究范围可进一步缩小,可主要从天然气组分对计量的影响和脉动流对计量的影响两方面进行研究。用于动流测量的电磁流量计,通常在下列三个方面须作特殊设计,并在投运时作适当的调试.1.激励频率可调,以便得到与动频率相适应的激励频率.太和太低都是不利的.2.电磁流量计的模拟信号处理部分应防止动峰值到来时进入饱和状态.动流的动峰值有时得出奇,如果峰值出现时,电磁流量计的流量信号输入通道进入饱和状态,就如同峰值被消除,必将导致仪表示值偏低.3.为了读出平均值,应对显示部分作平滑处理.由于电磁流量计的测量部分能快速响应动流流量的变化,忠实地反映实际流量,但是显示部分如果也如实地显示实际流量值,势必导致显示值上下大幅度跳动,难以读数,所以,显示应取段时间的平均值.其实现方法通常是串入惯性环节,选定合适的时间常数后,仪表就能稳定显示。但若时间常数选得太大,则在平均流量变化时,显示部分响应迟钝,为观察带来错觉.动流流量测量方法有三种:a.用响应快的电磁流量计;b.用适当的方法将动衰减到足够小的幅值,然后用普通流量计进行测量;c.对在动流状态下测得的流量值进行误差校正. 有的系统中,b c两种方法需结合起来才能实现测量,这是因为动幅值大,出估算公式的适用范围,若仅用阻尼方法,衰减后的动幅值又未能进入稳定流范围。1.制定气体流量计定期清理表内液体的制度 为保障旋进旋涡流量计计量的准确性,降低故障概率,在实际的运行与使用过程中,要进行计定期进行流量计各个部件的清理,尤其是要清理气体流量计内的无关液体,相关部门需结合其具体的使用情况,确定最佳的清理周期,应用恰当的清理方法,保障清理的效果.2.及时更换气体流量计漩涡发生体 漩涡发生体如果在使用的过程中出现了损坏现象,同样会影响计量精度.因此,这就要求在日常的维护过程中,需要定期进行气体流量计漩涡发生体的定期更换.通常情况下,漩涡发生体的损坏主要是由于气中含有细小泥沙等杂物,这些杂物会在流量计的运行过程中对螺旋体产生一定的冲击,进而导致传感器出现故障,这种情况下,就需要保障气中不存在任何无关的杂物,及时清理流量计螺旋体,避免其他杂质、硬物造成的冲击与损坏.3.现场进行压力系数调节 对每台旋进旋涡流量计而言,在出厂的过程中,都存在固定压力与温度系数,如果在实际的计量过程中,额定压力高于介质压力时,流量计的计量结果会与实际存在较大的偏差,甚至无法正常显示.因此,在实际的计量工作中,需结合介质压力等参数,可以进行压力系数的调节与控制.4.加强计量器的管理 机械干扰是旋进旋涡流量计最常见的故障,在实际的使用过程中,为了避免这些故障的出现,相关人员需要加强对流量计的管理,在安装的过程中,要严格遵守相应的安装规范,保障流量计前后良好的固定性,在操作的过程中,避免出现各种不当的操作行为.三聚磷酸钠(俗称五钠)的生产过程中有一个中和过程,在该过程中磷酸和纯碱按一定比例混合、反应后被制成可用来进一步生产五钠的中和液。在这样一一个过程中为使产品质量得到有效控制就需要对加入中和罐的磷酸量根据分析结果进行精确的批量控制。存在的问题和解决方案 图1中流量计自1983年装置投产后就一直使用,到1997年已是残破不堪,常因其故障使装置的生产遭受影响。在这种情况下如何来解决好这个问题就很自然地纳入了我们的工作日程。我们首先想到的是想按原型号进行更新,但经市场询价后我们发现这种老式的仪表现在的售价实在太昂贵,竟达十一万多人民币一台,很不合算。经研究后,我们认为智能式电磁流量计能担此任(当时集批处理功能于一身的流量计还不多),其完善的功能和一体式结构既能够通过表头上的三个红外触摸键使将来的操作完全和老仪表一样在现场完成,也可利用这种仪表本身具有的HART通信功能和RS485接口方便地使用HART通讯器或其它智能终端实现远程操作。该方案投资仅为三万元人民币左右(不计远程终端,暂未用)。图1为控制系统图 2仪表选型和系统设计 (1)根据工艺的酸流量情况我们选用了口径为DN50的电磁流量计,针对磷酸的特殊腐蚀特性确定了聚四氟乙烯(PIFE衬里和钽电极,电源为24VDC(因电磁阀也用该电源)。 (2)调节阀延用原旧阀。 (3)增加一个直流24V2.SW的二位三通电磁阀,用来控制调节阀的气源(该气源在旧系统中直接受控于流量计)。. (4)因所选流量计本身的触点输出容量最大仅为0.1A24W故增加一-个触点容量为0.5A24V激励电压为24VDC的中间继电器(该继电器直接固定在流量计自身的接线盒内)用以可靠驱动电磁阀。系统构成示意图见图2。为了提高孔板流量计的准确度,可采取以下措施。1.标准孔板节流装置的制造与安装 利用标准孔板流量计测量天然气流量必须严格按照SY/T6143-2004标准规定的各项技术指标,对标准孔板节流装置进行设计、加工制造、检验、安装和使用。特别是孔板直角入口边缘尖子度和测量管内壁粗糙度的加工和检验;孔板前后直管段长度的保证,直管段圆度、台阶以及孔板与测量管同轴度的保证。另外,开发统一的标准孔板流量计的设计软件,可提高节流装置设计和仪表选型的技术水平。2.采用可换孔板装置与定值节流装置 可换孔板节流装置是一种新型节流装置,节流元件精确地安装在固定的座体内(座体通过法兰与管道连接),在不拆动管道或不停止流体输送的情况下,可方便地提升孔板,进行检查、清洗或更换,从而保证了计量准确度。采用液压升降的装置,孔板提升轻便,特别适用于大口径孔板。这种节流装置还配有清洗室和清洗机构,为解决污垢介质,特别是单井天然气的准确计量提供了有效手段。 定值节流装置改变了现有节流装置根据计算结果加工其孔径的方法,对每种通径测量管道配以有限数量的节流件,孔径系列按优先数系选用,每种通径配35种不同孔径比β值的孔板。目前节流装置设计犹如量体裁衣,定值节流装置则变成成衣选用,采用定值节流装置有利于产品批量生产,降低生产成本,方便选用和使用,便于监督生产。可换孔板节流装置和定值孔板相配套,将改变传统的生产方式,实现了节流装置产品系列化、通用化和标准化,有利于提高标准孔板装置计量的准确度。 标准孔板存在的缺点是入口直角锐利度易在流体冲刷下发生钝化。据估计,钝化严重的可能使流出系数偏移1%~2%,钝化后其流出系数较为稳定,这在流量计算中给孔板入口直角锐利度的精确修正带来很大的困难。标准喷嘴的流出系数是稳定的,另外,在同样流量和相同β值时喷嘴的压力损失只有孔板的30%。影响标准喷嘴推广使用的主要原因是喷嘴制造成本高,在标准中喷嘴的流出系数不确定度较大(约2%)。采用定值节流件,专用加工设备实现批量生产,降低生产成本,而个别校准则可得到高精确度的流出系数,在天然气流量测量中用喷嘴代替孔板,其优点是明显的。3.应用合理的流量积算方案 根据天然气计量工况条件和用户对计量精度的要求,应采用对压力、温度和天然气组分变化对流量自动部分补偿或全补偿的积算方案,计量系统测量仪表配备和精度的选用应符合GB/T18603-2001妖然气计量系统技术要求》。用智能差压变送器,压力变送器、温度变送器和流量计算机组成在线检测系统,使温度和压力变化得到补偿,可以提高测量准确度,降低流态脉动(或波动)引起的流量测量附加误差。孔板流量计量程比一般为1~3,而实际测量天然气流量变化有时会超过这个范围。在这种情况下,其测量准确度显著下降,如果采用定值节流装置,宽量程智能差压变送器与流量计算机配套使用,可方便地扩展流量量程或迁移量程,进而实现传统孔板流量计的智能化。 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。德国VSEAP1流量计中国分公司 电磁流量计供电电压问题是最主要的问题,也是此次仪表更换的最大困难。电磁流量计A是DC24V供电回路,两线制;电磁流量计B是AC220V供电,四线制。将B表安装在现场就意味现场要接一条AC220V的供电线,电缆设计之初肯定留有一定的余量(参照SH30822019石油化工仪表供电设计规范余量要求)。但是AC220V供电设备在现场并不是很多,想找到一根备用的AC220V电源线或许不是那么容易。 经现场核实电磁流量计A的安装位置附近并没有AC220V供电设备,距离太远的设备如果现场重新配管施工AC220V电缆线路,因涉及动火作业或者挖掘作业,在投用装置里面有很大的风险,而且工期太久。所以AC220V电源通过备用电缆的想法走不通。进一步现场核查发现,电磁流量计A非直拉电缆,中间有接线箱,接线箱内有多部仪表通过一根16P本安电缆接至中控室,该16P本安电缆有6P备用线,其余10P电缆所接仪表为电磁流量计A和3台液位开关、6台阀位回讯。现考虑通过这根16P的电缆中的1P走AC220V电源。接线箱到仪表端重新敷设一根临时电源线约15m,16P电缆到现场机柜间,将AC220V的1P备用线从端子柜通过一对端子排重新引出,加接电源线接至电源柜。该方案可行性分析如下: 1)16P本安电缆中液位开关信号、阀位回讯信号都是通断的开关信号,抗干扰能力强。电磁流量计B最大功率为75W,电流不大,且AC220V的电压波形好,比较稳定,对DC24V负载造成串扰的影响考虑可以接受。 2)AC220V电源信号走原本安电缆路径.是不符合规范的。综合客观实际要求,只能最大限度地满足规范又要考虑现实情况。根据HG-T20512-2014仪表配管配线设计规范中7.1.3(见表3)和7.1.5(见表4)要求,可以知道仪表信号电缆与电力电缆平行敷设最小间距都是50mm。此处是该次故障处理没办法克服只能容缺的地方。 3)机柜间电缆布线,因是在投用盘柜施工,同一柜子仪表在线的同时进行布线接线,施工安全尤为重要。考虑采取充足准备,提前加工,尽量减少盘柜内动作,由有经验的接线员接线,禁止携带对讲机进入机柜间等措施。确保机柜间电缆布线接线安全。 综合分析,该方案的可行性可以接受。一体化孔板流量计是测量流量的差压发生装置,配合各种差压计或差压变送器可测量管道中各种流体的流量,孔板流量计节流装置包括环室孔板、喷嘴等.该流量计是一个新的概念,是由专业制造厂整体组装的(包括检测元件、变送器及附件、工艺短管等),并可按用户要求的系统精度标定合格的孔板流量计系统.由于该流量计现场的维护量较小,经常被忽略,而孔板流量计所配套的差压变送器,如果不经常调校,日积月累再加上会由于一些客观的因素而导致测量结果误差较大.下面就给大家主要介绍下调校一体化孔板流量计测量精度的主要措施:1、温度对流量计的影响及其修正,流体温度变化引起密度的变化,从而导致差压和流量之间的关系变化,其次,温度变化引起管道内径,孔板开孔的变化,对温度变化的修正,就是采取温度仪表测量现场温度进而输入到二次仪表中来修正温度变化而导致的误差。2、蒸汽质量流量的计算,一体化孔板流量计测量蒸汽时,先由差压信号求得流量值,再由蒸汽温度,压力值查表得出密度,来计算蒸汽流量质量。3、孔板流量计进行逐台标定。大家都知道,标准孔板只要设计制造参照相关标准,不需要实流标定就可以直接使用。因为流出系数可以直接由软件算出,但是计算机计算毕竟的比较理想的,和现场环境还是有一定差别的,所以,为了保证测量精度,建议对每台流量计进行实流标定,把标定出的流出系数和计算结果进行比对,算出差值,进行修正。4、可膨胀性校正。孔板流量计测量蒸汽,气体流量时,必须进行流体的可膨胀性校正,具体校正系数可以参照节流装置设计手册。 5、雷诺数修正,一体化孔板流量计的流量系数和雷诺数之间有确定的关系,当质量流量变化时,雷诺数成正比变化,因而引起流量系数的变化。1、孔板流量计计量天然气的优势分析1)孔板流量计的结构组成比较简单,性能稳定可靠,节流装置运行稳定安全,整体使用寿命较长,且成本较为低廉,综合效益优势突出,校验检测质量合格。2)孔板流量计能够使区域性液体流动速度增加,降低静压力标准,产生压差,通过对压差进行测量的方式来评估待测定区域内流体流量的大小,故而测量精度较高,误差小。3)孔板流量计生产制造过程当中的相关检测件以及差压显示仪表能够由不同的生产厂家进行生产制造与供货,具有专业化、规模化生产的价值与潜力。4)由于孔板流量计在作用于天然气计量的过程当中,标准节流件为全世界通用,且有大量的国家、国际、行业标准作为支持,实际应用中不需要进行实流校准,操作步骤简单,质量控制可靠,且数据精度有所保障。2、孔板流量计计量天然气的误差消除1)要求从设计安装的角度入手,重视对孔板流量计作业质量的严格控制。当前我国存在大量标准的孔板流量计安装操作规范,当中对孔板流量计在安装过程当中的各项技术指标进行了详细、精确的规定。同时,安装期间还要求根据孔板前阻力件的结构形式,对应配置长度符合要求的直管段,工程实践中同时要求,直管段长度应当挖制在≥30d单位以上。若受客观环境条件影响,无法满足这一一要求,则需要在直管段上通过增设整流器装置的方式缩短安装长度。安装期间,还要求对孔板流量计入口端相对于管道线的方位进行控制,垂直角度90.0°进行控制,偏差应当严格控制在±1.0°范围之内。2)要求从应用维护的角度入手,重视对脉动流的消除与控制。为了最大限度的消除孔板流量计作业期间的脉动流,需要将天然气当中的水分最大限度的从管线中脱出出来,具体的技 术措施为:管道低处安装分液器,消除管线内部所累积的积液。与此同时,还需要在确保孔板流量计自身计量性能的基础之上,合理控制测量管道内部内径参数,同时合理提高管道差压取值标准。除此以外,还可以在测量点以前的入口端增设调压阀部件,使孔板流量计计量期间的输出压力能够取值比较稳定。相同类型的方法还有:将缓冲罐加装在测量管道以前位置,使气体能量能够得到及时的储存与释放,达到对抗差压波动的目的,避免天然气计量作业期间,脉动现象对计量精度所产生的不良影响。在电磁流量计设定状态下(如何进入设定状态请参照前述操作),用▲或▼键上下翻屏查找,直到屏幕出现仪表量程设置字样,按右键确认键确认进入仪表量程设置,输入20mA对应的最大流量值(输入量程值时可按▲键对光标处数字加1或用▼键对光标处数字减1,移位时要先按左键复合键再同时按▼键光标右移1位选数位或先按左键复合键再同时按▲键使光标左移1位选数位),最大流量值输入完后,按右键确认键确认返回。(若按右键确认键不放,持续3秒钟则直接返回到显示状态,若要继续设定其它参数,按▲键.)(分体式仪表中若口径与量程选择不当屏幕下行将出现“错误”字样提示用户) 在电磁流量计设定状态下(如何进入设定状态请参照前述操作)用▲或▼键上下翻屏查找,直到屏幕出现流量方向选择字样,按右键确认键确认进入流量方向选择设置,再用上键▲选择正向或反向按右键确认键确认返回。(若按右键确认键不放,持续3秒钟则直接返回到显示状态,若要继续设定其它参数按▲键。(注:改变正负号也可改变接线,将信号线正负调换,还可以将传感器调换安装方向.)为了使检定合格的气体涡轮流量计在现场正常运行,需要注意以下几方面的问题.1.天然气介质对涡轮流量计的影响1)在实际使用过程中,涡轮流量计经常会出现脏污情况,从而影响流量计叶轮的转动,如不进行处理,就会影响流量计脉冲输出.2)新生壁和上升直管段的表面变化发生变化的动态变化,从而影响了变化的轨迹和稳定性.2.天气条件对屏幕的影响, 由于浮游的存在,在彩虹彩虹的场合观看使用,否则会降低同时,要准确地测量气量的峰值和介质的压力情况,正确确定标准的规格. %Qmax80%Qmax(Qmax为美国最大的流量)之间.测量线性变差,手机达到用户要求的精度.当媒体工况流量大幅上涨时的80%Qmax时,很快就会看到的那段时间,看房和租赁的余量会影响到娱乐的使用寿命.3.涡轮流量计在安装中的要求1)介质流体流速分布不对称和旋涡流是影响涡轮流量计测量精度的重要原因,要清除流速不对称和旋涡流则需要在涡轮流量计前端有足够长的直管段.2)涡轮流量计的安装位置不能有激烈的机械震动和强的电磁干扰.3)涡轮流量计安装时,密封垫不得突入管道中,流量计与管路轴线目测不得有明显偏差.不得产生安装应力.4带机械读数涡轮流量计的要求 有机械读数带修改仪的呼吸仪,除抄取标情况以外,同时应该及时比对基表读数与上的工况是否一致,正常正常下情况是个别不应该大的.5.拆卸流量计要求 工艺管道检修时应拆下流量计,然后用干净的布把流量计两端包好,防止污物,铁屑等落入流量计将涡轮叶片损坏.6.气体涡轮流量计的日常检查要 注意保养,以便长时间工作,应加强仪表的运行,叶轮监测旋转,如异常声音应及时检查维修保养品,应注意保养严重或损坏损坏,维修、更换.德国VSEAP1流量计中国分公司1.传感器设计 设计先进的传感器。涡街流量计传感器电容极板的基体在高度下成型。抗高压特性,使核心元件的内部结构提升。现代流场分析技术。对传感器的具体结构以及安装位置进一步改进,增强抗振性能,可以消除各个方向的干扰,搅动,使涡街在流动情况下的抗干扰能力,时域毛刺快乐,频城户外活动稳定。频带能自动跟踪,无须电位器或拨动开关调整频带和灵敏度,无零漂移,量程自由设定,真正实现现场免调试。2.先进性现场总线设计 采用全数字化现场总线的智能涡街流量计。目前,研究现场总线技术是智能仪表的焦点。可以考虑实际需求,增加HART总线接口,该模块采用抗干扰能力强,通信速率高,数据精确高的电路来完成传输数据,它真正RS .485总线通信的抗干扰能力强的特点,又具有输出信号为二线制4~20mA的工业标准,根据各自的通讯,完成HART协议数据协议层和应用层的设计,实现HART总线通信功能.3.先进的数字信号处理方法的设计 应用更先进的数字信号处理方法,能更好地解决干扰问题,提高测量精度,进一步提高的敏感信号与涡街信号在频谱的现场研究,当两种信号频率在研究同一频段且频率非常接近时,无法检测到这两种信号和消除噪声信号的作用,对涡街信号分析的干扰等。塑料则,吸收它分频特性好,会造成光纤精度高。同时,靠近涡街频率的微细滤网,将影响测量精度,还需要研究函数的选择、因此,瀑布幅频特性和中心频率的如何调整频率和采样点数确定,以及在软件编程中如何优化算法,使量少、内存占用量少和性能小,以保证体积小。实时性好和计算精度高等问题。研究强干扰噪声不为基础创建噪声的模板,考虑建立--种通用的模板,真正解决干扰下涡街信号和噪声的判别、分离及提取问题,在传感器条件一定的情况下,考虑利用信号处理技术扩大流量程比,提高小测量精度,全面深入研究流场噪声以及他们对涡街流量计信号影响等。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。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.上电前,再次检查流量计供电及信号接线,并确认接线端子,螺丝拧紧,没有松动现象。2.电磁流量计上电,检查二次表液晶屏数值显示是否正常。然后按照第四节进行参数设置。3.参数设置完成后,开始时管道里并没有污水流过,这时流量计二次表应该显示空管报警,同时显示设备位号、量程、瞬时流量为0、量程进度条为空、累积量为0。4.检查自控系统信号是否与流量计二次表显示一致。5.检查管道、阀门及其它装置是否具备进水条件.如果具备进水条件,通知上游来水。按照3个流量值进行标定:50m³/h、100m³/h、150m³/h。上游来水通过调整外派水泵频率,并在出水流量计上尽量接近要求流量值,然后等进水稳定确认无气泡后,开始检查数值是否准确,如果数值基本符合并在工艺要求误差允许范围内,则标定完成.如果误差较大,则需要查明原因:●管道是否有泄露●流量计一次表安装是否有问题●流量计接地是否良好●周围是否有干扰源●一次表与二次表接线是否紧固●信号线屏蔽是否接地●确认一次表与二次表是否配套●重新确认参数设置,并进行微调,比如小信号切除等6.设置完成后,根据装置实际情况,将流量计投入使用。在投入使用前将调试过程中产生的累积量清零,确保自控系统累积量与现场二次表头显示一致,方便后期核对数据。
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