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德国VSEAR100流量计电子样册

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德国VSEAR100流量计电子样册同时我们还经营: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...

德国VSEAR100流量计电子样册同时我们还经营: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。当前热式气体质量流量计大部分用于测量气体,只有少量用于测量微小液体流量。热式质量流量计具有性能可靠、无可动部件、安装方便,压损小、量程比宽(可达1000:1)、灵敏度高等特点2,特别适用于大管径、低流速,非圆截面管道、现场空间狭窄处测量等特殊工况,在环境保护和过程工业的应用发展迅速,例如:污水处理过程中发生的气体,燃料电池工厂各种气体的流量测量及煤粉燃烧过程粉/气配比控制等。  与常用的孔板流量计、涡街流量计和差压式均速管、文丘里流量计相比较,热式气体质量流量计有如下特点:(1)直接测量流体的质量流量或标准状态下的体积流量,不需要进行温度压力补偿;.(2)一次元件结构简单,采用不锈钢或特种合金外壳覆盖,不怕脏污或腐蚀,不存在堵塞问题,且表面脏污极易清除。带不断流装拆装置,可实现不停气装拆,清洗维修,简便易行;(3)量程比特大,可达1000:1,可测流速范围0.1m/s~60m/s,完全覆盖-般工业废气及煤气厂输出总管中的流速范围。因而只需在总管上装一台插入式热式气体质量流量计,就可满足计量要求。大大地节省了投资,简化了系统结构,方便了管理,提高了系统工作的可靠性;(4)仪表精确度高(士1.5%FS),性能稳定(重复性士0.25%FS),几无压力损失,对管道振动不敏感。此外,热式气体质量流量计灵敏度高,尤其适合于大管径、低流速的流量测量。且在大管径中使用,其性能价格比更显优势;防爆、防护、抗腐蚀设计,又使它能适应恶劣工况,危险场合。  热式气体质量流量计作为一种插入式流量计,由.上述插入式流量计的测量公式可见该流量计同样方便适用于方形管道的气体流量测量。环保管道一般用圆形,而空调的管道很多地方为方形。孔板等很多仪表没有测量方形管道的数据,若使用插入式热式气体质量流量计,不论圆形或是方形管道均可通过计算获得,这也解决了低压方形通风管道的流量测量问题。1.涡轮流量计的通气和停气要求。通气顺序:保证流量计后端的阀门处于关闭状态;再缓慢开启流量计前端的阀门确保升压速度≤35kPa/S;最后缓慢开启流量计后端的阀门,使其从小流量下运行直至调节至需要值。整个过程保持有压启动。停气顺序:先缓慢关闭流量计后端阀门:再缓慢关闭流量计前端阀门。2.防止长时间超量运行。超流量运行会严重影响使用寿命,降低计量精度导致误差增大;(注意观察表头工祝流量百分比不宜长时间超百分百)瞬时流量:从瞬时流量的观察,结合用户当时用气情况判断是否有小火不走,大火超量程现象。仪表运行时流量范围应在20%~70%之间。如果长期低限运行或高限运行都会对计量有影响:是否是用户用气负荷或用气设备发生了改变.应及时解诀。3.注意温度、压力的数值。 根据气态方程式:  方程式中:V。为标准状态下的体积量.(m2);V为工作状态下的体积量(m³);Z为工作状态下的气体压缩系数。P=Pa+Pg为流量计压力检测点处的绝对压力(kPa):Pa为当.地大气压(kPa);P为流量计压力检测点的表压力(kPa);P为标准大气压(101.325kPa);T为标准状态下的绝对温度(293.15K):T为介质工况条件下的绝对温度(273.15+t):K,为被测介质摄氏温度(℃);F为气体压缩因子从公式可以看出,误差主要集中在压力、温度的检测精度两方面.在发现流量、温度、压力值与实际偏差较大或示值不稳定时,或与以前经验数值存在较大偏差时,要及时处理o(4)在日常维护中或抄表检查时,应查看显示仪表上是否有异常符号。如有电池符号的闪烁表示电池快没电了,应及时更换电池;如有异常报警、异常警告的符号出现要及时发现.有助于处理和发现用户的违规用气行为.(5)对于有机械读数带修正仪的进口涡轮表,除抄取标况体积值之外,同时应该及时比对基表读数与修正仪.上的工况流量是否一致,两者正常情况下应该是相差不大的。(6)工艺管道检修时应拆下流量计.然后用干净的布把两端包好,防止污物、铁霄等落人流量计将涡轮叶片损坏。.(7)为保证涡轮流量计长期正常工作.应加强仪表的运行检查.监测叶轮旋转情况,如声音异常应及时卸下检查传感器内部零件。涡轮轴承磨损严重或叶片打坏的,必须维修更换.并重新检定。(8)有润滑油或清洗液注人口的传感器,应按要求定期注入润滑油或清洗液。保证叶轮良好运行。在无润滑油情况下长期连续运行势必造成致命磨损.阻尼力增加而导致运行变慢,计量结果产生负差并且影响使用寿命;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。流量计检定时对检定用流体的要求1.检定用流体应为单相气体或液体,充满试验管道,其流动应无漩涡。2.检定用流体应是清洁的,无可见颗粒、纤维等物质当检定用流体为液体时的要求:(1)其介质在管道内和流量计内任一点上的压力应高于其饱和蒸气压。对于容易气化的介质,在流量计下游应有一定的背压。推荐背压为最高检定温度下检定用液体饱和蒸气压力的1.25倍(2)液体中不能夹杂气体,在每次检定过程中,液体温度变化应不超过±0.5℃。(3)液体的黏度应尽量与流量计实际测量液体的黏度相一致。如有差异,对流量计的影响一般应不超过流量计最大允许误差的1/3(4)当检定液体的黏度不能满足被检流量计的要求时,可按其黏度修正公式进行黏度修正(5)由于电磁流量计只能测量导电液体。其检定用液体的电导率应在5mS/m(50uS/cm)至500mS/m(5000uS/cm))的范围内,或根据流量计制造厂给出的技术指标确定。当检定用流体为气体时的要求:(1)其介质与实际使用介质的密度、黏度等物理参数相接近(2)气体中应无游离水或油等杂质存在,粉尘等固体物的粒径应小于5um。(3)每一次检定过程中,介质的温度变化应不超过±0.5℃~±1℃。其压力波动应不超过±0.5%。当检定用气体为天然气时的要求:(1)天然气气质应符合GB17820-2012Z类气的要求。天然气的相对密度为0.55~0.80。(2)在检定过程中,气体的组分应相对稳定.天然气取样按GB/T13609-2012执行,天然气组分分析按GB/T13610-2003执行。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.Modbus通讯协议概述   Modbus协议是应用于金属管浮子流量计电子控制器上的一种通用协议。通过此协议,控制器相互之间控制器经由网络(例如以太网)和其他设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控,减少了人力成本,提高了生产效率。  Modbus协议采用主从工作方式,允许一台主机和多台从机通信,每台从机地址由用户设定,地址范围为1~255。通信采用命令,应答方式,每一-种命:令帧都对应一-个应答帧。命令帧由主机发出,所有从机都将收到报文,但只有被寻址的从机才会响应命令,返回相应的应答帧。如果命令帧中寻址地址为0,则视为全局广播,所有从机把它当一条命令执行,不返回应答帧。 2.Modbus网络通讯传输模式   Modbus网络通讯可以设置为两种传输模式:ASCII模式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。笔者介绍的流量计采用的是RTU模式。RTU模式主要优点是:在同样的波特率下可比ASCII方式传送更多的数据。 RTU模式中字节的格式如下: 编码系统:8位二进制,十六进制0-9,A-F。 数据位:1个起始位;8个数据位;奇/偶校验时1个停止位,无奇偶校验时2个停止位。 错误校验区:循环冗余校验(CRC)。 开始和终止都需要至少35个字符时间的停顿间隔。 3.Modbus功能码   Modbus定义的功能代码范围为1~127,不同功能的设备往往只使用其中的一部分。在主机要求传输中,功能代码告诉从机要执行一一个什么动作。在从机响应传输中,如果从机发送的功能代码与主机发送的功能代码相同,则表明从机已执行所要求的功能;如果不同则表明从机没有执行所要求的功能,返回了一个错误信息。   金属管浮子流量计设计在通讯过程中用03H(读取内部寄存内容和10H(刷新多个寄存器内容)两个功能。  玻璃转子流量计是通过量测设在直流管道内的转动部件的位置来推算流量的仪表甲,主要用于中、小管径的流量测量,使用范围广泛。相比其他类型的流量计,转子流量计可适用于高温高压场所,并且具有一定的耐腐蚀能力。   转子流量计按照用途可分为测量型及吹扫型。转子流量计具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。转子流量计适用于测量通过管道公称通径D≤150mm的小流量,也可以测量腐蚀性介质的流量。   测量型转子流量计主要用于尿素装置中管道公称通径D≤150mm,介质为工艺冷凝液、蒸汽冷凝液、脱盐水、冲洗水等介质的小流量测量,大部分的测量型转子流量计主要用于尿液等易结晶腐蚀.管线冲洗时的测量。 测量型转子使用时流量计必须安装在垂直走向的管段.上,以使流体介质自下而上地通过转子流量计。   吹扫型转子流量计一方面应用于尿素装置中用于设备氮封,另一方面应用于仪表测量管线的吹扫。例如一段蒸发冷凝器、二段蒸发冷凝器的压力测量,如果采用插入式膜片的结构,尿素蒸汽很容易在膜片.上产生结晶,影响测量结果,这时就需要采用吹扫转子流量计进行压力的测量。   吹扫型玻璃转子流量计在安装时应选择合适的位置安装,以确保流量计吹扫装置的调整、清洗、拆卸方便,并确保介质的流体方向与流量吹扫装置要求的方向相同。安装时,针型阀应全部关闭,在实际测量时为防止浮子的突然加速,上冲撞击限位器,损坏测量部件,应缓慢地打开针型阀,将压力调整到工作压力。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.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.根据以上的介绍,我们在设计选型或更新改造时, 要结合流量计特性和介质的情况进行合理选择,充分发挥各种流量计的优点,扬长避短,同时应考虑投资成本.下面根据天然气净化厂各种介质的特点和目前使用流量计的实际情况提出流量计选型的基本原则.1.天然气的测量  天然气是净化厂的生产对象,进厂的原料和出厂的产品都是天然气,由于进厂的原料天然气(湿天然气)含有少量的固,液体杂质,H2S和CO2含量较高,有一定腐蚀性,流量计可选择带阀式孔板节流装置的孔板流量计,以便定期清洗更换孔板, 防止孔板的锈蚀和入口边缘磨损,提高计量准确度;出厂天然气比较干净可选择带阀式孔板节流装置的流量计或气体超声流量计,气体超声流量计适用于大管径流量测量,准确度可优于1.0%,但一次性投资较高;对于工厂用天然气,由于管径较小,除孔板流量计外,也可选择旋进旋涡流量计,涡轮流量计等,选用涡轮流量计时应在上游安装过滤器.2.酸性气的流量测量  净化厂的酸性气是含有很高浓度的H2S和CO2的气体,这是净化厂从原料天然气中处理出来的主要物质,该气体的特点是压力低,带有一定水汽,腐蚀性强;因此测量酸性气流量的流量计可选用孔板流量计,均速管流量计,楔形流量计或弯管流量计,目前使用的有孔板流量计和均速管流量计,从流量计结构上讲,选择楔形流量计比较合适,它不存在积液问题,维护量也很小.3.蒸汽流量测量  过去普遍使用孔板流量计,由于孔板流量计在高温下孔板易变形,因此,可选择涡街流量计,均速管流量计,楔形流量计或质量流量计,但应考虑温度压力修正.4.化学溶液流量测量  天然气净化厂用于工业生产的化学溶液品种不是很多,对于脱硫和脱水的化学溶液由于是反复循环使用,溶液中含有部分悬浮物,过去大多数使用孔板流量计是不太合适的, 应选择楔形流量计或弯管流量计;也可选用外夹式超声流量计;盐酸和氢氧化钠流量测量应选择带防腐内衬的电磁流量计.5V液体硫磺流量测量  液体硫磺是天然气净化厂的副产品,过去由于流量计产品的局限性,很多净化厂均没有安装流量计,部分厂安装了涡轮流量计,但使用效果不佳;目前可供选择的有质量流量计和楔形流量计.由于液体硫磺一般管压力都不太高, 因此选用质量流量计较为合适.6.工业循环水流量测量  由于水的测量相对容易一些,因此可供选择的流量计比较多,如孔板流量计,涡街流量计,均速管流量计,电磁流量计,超声流量计都可用于工业水测量;若测量管口径较大,选择超声流量计比较理想,对于较小口径的选用电磁流量计效果比较好.7.污水流量测量  污水流量测量选择电磁流量计,楔形流量计比较合适,水质较好也可选用孔板流量计.德国VSEAR100流量计电子样册  高流速时,电磁流量计中的流体为湍流,且雷诺数越大,流体小尺寸结构越小。但流体整体向前的流速不会因为湍流而减小,这样的情况下可知电磁流量计流体中的非导电物体的尺寸更小。当含水率不变,非导电物体物质半径变小后对电磁流量计的整体流速分布不变、对流量计的磁场分布影响较小。根据式(1)可知,电磁流量计中非导电物质的半径大小对流量计的权重函数是有影响的。  当电磁流量计中心横截面内含有M(M=0,1,2.,-.)个油泡时传感器的权重函数分布情况,本文算例设定M=3权重函数分布情况计算方式。图1为电磁流量计传感器截面内存在3个球形油泡时的结构模型图。其中,x轴与y轴与图1描述--致,图1中只显示了测量区域部分,测量区域流体中存在3个油泡。y正半轴、负半轴与管壁的交点是流量计的电极位置。  图1中3个油泡相互不重叠,此时传感器内部感应电势仍满足Laplace方程。为了对该问题进行求解,需建立2种坐标系,一种是以传感器中心为原点建立的二维直角坐标系(x,y),另一种是以各个油泡中心为原点建立的M个二维极坐标系(ri,θi)。首先在二维直角坐标系下对该问题进行求解(本例M=3),求解感应电势方程时需借用一个辅助的格林函数G,G满足Laplace方程且边界条件  式中,R为电磁流量计半径的长度值;მG/an为电势在半径方向上的导数;δ(θ)为电势G在流量计管壁处所满足的条件,其值仅在电极表面处不为0。当流体中存在油泡时,G表达式为   式中,R为测量管的半径;x与y分别表示测量区域中的位置。  当电磁流量计流体中存在3个油泡时,G=G+G1+G2+G3图2显示了流量计流体截面中存在3个不重叠的油泡时,流量计截面内部权重函数wy分布图;从式(2)以及仿真图中可以发现油泡所在位置权重函数值是0。当然,存在多个油泡分布在不同位置流体中时权重函数分布情况也可以用上述方法计算。  仿真实验中,设定不同大小的非导电物质对电磁流量计权重函数进行仿真,如图3所示为不同大小非导电物质对电磁流量计权重函数的影响。图3中左边的分别为权重函数分布图,右边分别为权重函数等势图,其中R单位为cm。从图3中可见,当电磁流量计中的非导电物质半径越来越小,对电磁流量计的权重函数的影响就越小。  为了更清楚地揭示电磁流量计的权重函数与流量计中非导电物质半径之间的关系,定义c为非导电物质对流量计权重函数的影响的评价指标式中,Wxy为含有油泡等非导电物质时电磁流量计在测量区域坐标(x,y)的权重函数;Wxy0为电磁流量计不含非导电物质时测量区域坐标(x,y)的权重函数;A为权重函数区域(测量区域)。  图4为不同大小非导电物质对流量计权重函数的影响分析图。图4中横轴为非导电物质半径,纵轴为权重函数的影响因子c。从仿真结果可以看出流体中的非导电物质半径较小时,对电磁流量计的权重函数影响越小。在本例中,当流体中非导电物质小于0.02R时,对电磁流量计的权重函数分布几乎没有影响。电磁流量计应用中主要存在以下几点不足:(1)电磁流量计井下精确定位问题。由于仪器本身没有深度定位装置,仅器下入深度的计量是靠绞车上的深.度计数器来完成。深度计数器计量结果的精度不但与计数器本身有关,而且还与工作环境有关。如果深度误差太大,测量结果就失去意义。因此,深度校正是现场测试的一个关键问题。(2)管径变化对测量结果的影响。通常应用的电磁流量计是中心流速式的,仅器的标定是在特制的管道中完成的,如果测量环境与标定环境不同,就会出现测量误差。以内流式仪器为例,若它在内径为φ62mm光油管中标定,在内径为φ59mm的涂料油管中测量时就会引入最大15.28%的误差。这是系统误差,因此在仪器测量过程中要搞清楚被测管道的内径,解释资料时要扣除因管径变化引起的测量误差。大量实际测量数据表明,由管径变化引起的误差都在10%以内。(3)电磁流量计的标定问题。仪器是用清水标定的,若注,入介质改为污水或其它非清水介质时会对测量结果产生什么样的影响,也是应用中要考虑的一个问题。在实际应用中,常常需要在现场对仪器进行标定,且要保证标定结果的准确性。(4)不能连续测量。电磁流量计如果能连续测量管柱内的流动剖面,就能直观地反映出整个井筒内的吸水情况,这样有利于测井资料的解释。由于结构设计上的缺陷,电磁流量计目前还不能完全实现连续测量。当前热式气体质量流量计大部分用于测量气体,只有少量用于测量微小液体流量。热式质量流量计具有性能可靠、无可动部件、安装方便,压损小、量程比宽(可达1000:1)、灵敏度高等特点2,特别适用于大管径、低流速,非圆截面管道、现场空间狭窄处测量等特殊工况,在环境保护和过程工业的应用发展迅速,例如:污水处理过程中发生的气体,燃料电池工厂各种气体的流量测量及煤粉燃烧过程粉/气配比控制等。  与常用的孔板流量计、涡街流量计和差压式均速管、文丘里流量计相比较,热式气体质量流量计有如下特点:(1)直接测量流体的质量流量或标准状态下的体积流量,不需要进行温度压力补偿;.(2)一次元件结构简单,采用不锈钢或特种合金外壳覆盖,不怕脏污或腐蚀,不存在堵塞问题,且表面脏污极易清除。带不断流装拆装置,可实现不停气装拆,清洗维修,简便易行;(3)量程比特大,可达1000:1,可测流速范围0.1m/s~60m/s,完全覆盖-般工业废气及煤气厂输出总管中的流速范围。因而只需在总管上装一台插入式热式气体质量流量计,就可满足计量要求。大大地节省了投资,简化了系统结构,方便了管理,提高了系统工作的可靠性;(4)仪表精确度高(士1.5%FS),性能稳定(重复性士0.25%FS),几无压力损失,对管道振动不敏感。此外,热式气体质量流量计灵敏度高,尤其适合于大管径、低流速的流量测量。且在大管径中使用,其性能价格比更显优势;防爆、防护、抗腐蚀设计,又使它能适应恶劣工况,危险场合。  热式气体质量流量计作为一种插入式流量计,由.上述插入式流量计的测量公式可见该流量计同样方便适用于方形管道的气体流量测量。环保管道一般用圆形,而空调的管道很多地方为方形。孔板等很多仪表没有测量方形管道的数据,若使用插入式热式气体质量流量计,不论圆形或是方形管道均可通过计算获得,这也解决了低压方形通风管道的流量测量问题。优点:(1)热式气体质量流量计可被测量的流体管道口径范围广.能够应用在各种口径的管道流量测量,从小、中口径到特大口径管道都可以,口径可达 9000mm.(2)流速测量范围广.可测量 0.02m/s~480m/s 范围内的流体流速.(3)测温范围和耐压范围很宽.待测气体的温度高达 900℃,可用于各种高温过程气体的测量,最高可以在 70MPa 的压力下进行测试.测量过程中不需要温度和压力补偿.所以在较大直径管道、较小流速、微小流量、测量流量浮动范围较大时,具有一定的优势.(4)可保证较高的测量精度.一般的热式气体质量流量计都属中等精度测量范围,其中部分仪表,如插入式、电磁式,可以达到高精度测量.国外进口的高精度仪表满量程误差可以达到±1%.(5)宽量程比.量程比可以达到 1000:1,且能保持精度要求.(6)可测量混合气体.(7)机械设计简单,容易安装和调试,维修简单,防振动.插入式只需要在管道上焊接法兰盘即可,管段式只需要进行管道转接,安装和操作方便.(8)不需要温度和压力补偿.缺点:(1)响应速率慢.由于热式气体质量流量计是依靠传热原理设计,而热量交换过程与加热温度探头和流体的热传导效率密切相关,需要一定的时间来完成换热过程,一般的相应时间为 2~5s;性能优越的流量计响应时间为 0.5s;甚至有些响应时间更慢.(2)精度易受流体组分影响.当被测流体为混合气体时,由于混合气体组分的变化,气体密度,粘度,热导率都会受到直接影响,使测量值发生较大误差而导致最后的流量计算结果产生误差.(3)在小流量测量中,热源探头的温度高于流体温度,导致热源探头向流体传导热量,影响流体和热源探头的温度差,影响测量精度.涡街流量计由壳体、漩涡发生体和放大器组成.一种典型的结构如图4所示,壳体内插入柱体,由其产生的涡街信号可用各种检测方式检出,经放大器放大后,输出脉冲信号.  涡街流量计是一种无运动部件的流量计,按其原理分类属于振荡型流量计.同属于这类流量计还有漩涡进动型流量计;振荡射流型流量计.由于涡街流量计不含有运动部件及对流体冲刷敏感的部件,因而在使用过程中,可靠性高,使用寿命长,并具有一般节流式流量计的优点,精确度稳定,再现性好.在大批量生产和工艺稳定的条件下,可以采用“干校验法”,即不必逐台仪表进行实液标定,可根据结构尺寸直接确定仪表常数及仪表精度.涡街流量计是‘种数字式流量计,它输出的脉冲信号的频率与流量成线性关系,同时具有量程宽、重复性好.便于远距离无精度损失的传输.此外仪表常数及精度不受介质的压力、温度、密度等变量的影响.一旦涡街流量计的结构确定.流体振荡就服从的客观规律,其振荡频率不能人为地改变,因而仪表常数及其变化规律是客观的.德国VSEAR100流量计电子样册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.

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