德國(guó)VSEVS0.04流量計(jì)選型樣本同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng)：1、電磁流量計(jì)傳感器外殼未接地出現(xiàn)的誤差。一般情況下，傳感器都是在金屬管道上進(jìn)行安裝，并且金屬管道都是在地下，很多人因此認(rèn)為對(duì)于儀表的外殼就不需要再做接地處理了。但是，這么操作卻是忽略了兩個(gè)重要問題:一方面是金屬管道都做了防腐蝕處理，金屬管道與地不能大面積接觸;二是傳感器一般都由膠皮墊連接著法蘭而與金屬管道分隔開，所以造成了傳感器的接地電阻大大增加，影響了流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果，進(jìn)而形成了誤差。另外，由于電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)一般均為幾毫伏左右，這也容易造成雜散電流對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。 2、干擾環(huán)境下的輸出信號(hào)誤差分析。對(duì)于一般的電磁流量計(jì)來說，傳感器即電極與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜應(yīng)做到盡可能短。因?yàn)閭魉托盘?hào)的電纜過長(zhǎng)，電纜本身的分布電容造成的負(fù)載效應(yīng)就會(huì)引起較大的測(cè)量誤差，同時(shí)也對(duì)信號(hào)受到干擾的幾率大大增加。在測(cè)量時(shí)，還要注意到走線方面，務(wù)必做到信號(hào)線與電源線分開走線，這樣就能防止產(chǎn)生“寄生電容”的干擾。目前很多場(chǎng)合已經(jīng)用上了數(shù)字輸出儀表，以求獲得最為準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。 3、強(qiáng)電、強(qiáng)磁環(huán)境下的誤差分析。流量計(jì)工作環(huán)境方面，要注意盡可能地與強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備的距離遠(yuǎn)一些。由于電磁流量計(jì)在接地后，其周邊的附近如果也有一些其他的強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備也在接地，會(huì)造成流量計(jì)產(chǎn)生接地壓降，使電磁流量計(jì)接地電位變化，進(jìn)而對(duì)測(cè)量結(jié)果形成誤差。另外，流量計(jì)如果是在非常強(qiáng)的磁場(chǎng)下工作，比如變壓器等強(qiáng)電磁設(shè)備附近使用，周邊磁場(chǎng)環(huán)境的強(qiáng)度超過電磁流量計(jì)電磁兼容的幅度時(shí)，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成很大的影響。1.安裝地點(diǎn)的選擇①盡量避免將電磁流量計(jì)安裝在溫度經(jīng)常變化的地點(diǎn)，降低溫度變化引起的溫漂，減少流量不穩(wěn)情況。如果現(xiàn)場(chǎng)受到熱源的輻射，必須采用熱隔離或通風(fēng)設(shè)施。②避免將流量計(jì)安裝在受振動(dòng)或撞擊的地方。③盡量避免將電磁流量計(jì)安裝在腐蝕性環(huán)境中，若不能避免，盡量選擇通風(fēng)良好的環(huán)境。④電磁流量計(jì)盡量避免陽光直曬。⑤請(qǐng)勿將電磁流量計(jì)安裝在電動(dòng)機(jī)、變壓器和其他強(qiáng)電源附近，減少電磁干擾。⑥留足必要的安裝及檢修空間。2.流量計(jì)可自動(dòng)檢測(cè)正反方向  安裝儀表時(shí)，應(yīng)使流向箭頭同現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際正流向保持一致。對(duì)分離型儀表，交換轉(zhuǎn)換器或傳感器一端的CD1和CD2端子上的連線，相當(dāng)于切換流向。3.傳感器(含--體型)與管道的連接要求  首先，要注意傳感器本身不能作為荷重支撐點(diǎn)，它不能支撐毗連的工作管道。同時(shí)，傳感器安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)使其不受過大的拉緊應(yīng)力，應(yīng)考慮消除毗連管道因熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力影響。安裝傳感器時(shí)，應(yīng)保證測(cè)量管與工藝管道同軸。法蘭之間加裝的法蘭墊圈，應(yīng)有良好的耐腐蝕性能，該墊圈不得伸入管道內(nèi)部。在傳感器鄰近管道進(jìn)行焊接或火焰切割時(shí)，要采取隔離措施，防止襯里受熱。為可靠測(cè)量，重要的是電極應(yīng)當(dāng)完全浸沒在被測(cè)流體中，傳感器可以安裝在任何方位(水平、垂直、傾斜)，只要通過電極的連線基本處于水平位置即可(與水平線夾角一般<10度)，為了進(jìn)一步減小夾帶氣泡對(duì)測(cè)量的影響，可以適當(dāng)提高工作壓力。要避免管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，損壞襯里。儀表安裝場(chǎng)所的磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)小于400A/m。4.與金屬管道的連接、連線和接地  流量信號(hào)是以介質(zhì)為參考點(diǎn)(0V)的差動(dòng)信號(hào)，傳感器內(nèi)部已將信號(hào)參考點(diǎn)(OV)與金屬測(cè)量管連通。一般通過管道法蘭與儀表法蘭的連接螺栓雖然能使流量計(jì)取得介質(zhì)電位(0V)，但正規(guī)的方法是加裝電氣連線，確保以介質(zhì)為OV的流量信號(hào)可靠輸出。傳感器還應(yīng)加接地線，接地電阻應(yīng)小.于10歐姆。5.其他安裝注意事項(xiàng)①電磁流量計(jì)接地裝置應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，不能與電氣系統(tǒng)共用接地裝置，接地電阻≤109.②儀表安裝完畢，通過2mm2銅芯軟線將電磁流量計(jì)接地極連接到接地裝置。③為了保護(hù)電磁流量計(jì)內(nèi)襯不被機(jī)械劃傷，建議管道吹掃完畢后，再安裝電磁流量計(jì)。同時(shí)，在焊接管道時(shí)，嚴(yán)格控制電焊機(jī)接地線搭接位置，避免用電磁流量計(jì)本體作為導(dǎo)體通過焊接電流，以防電子線路被擊穿，造成儀表損壞。④為了防止電磁流量計(jì)受到管道的振動(dòng)、熱脹冷縮的影響，避免將電磁流量計(jì)單獨(dú)固定，可以通過管道一起進(jìn)行支撐。⑤電磁流量計(jì)中心軸應(yīng)與管道中心軸保持同心，以免引起測(cè)量誤差。⑥搬運(yùn)電磁流量計(jì)時(shí)，應(yīng)保證流量計(jì)測(cè)量管部位均衡受力，或通過本體的吊環(huán)進(jìn)行搬運(yùn)，不能讓流量計(jì)信號(hào)引出管和接線盒受力。⑦當(dāng)介質(zhì)中含有固體沉淀物時(shí)，電磁流量計(jì)應(yīng)垂直安裝，避免安裝在水平管道的最低點(diǎn)，以防物料堆積在管道內(nèi)。⑧盡量遠(yuǎn)離泵出口安裝，因?yàn)楸贸隹诮橘|(zhì)狀態(tài)不穩(wěn)定并且距離電動(dòng)機(jī)太近，容易產(chǎn)生干擾。根據(jù)流量計(jì)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能，智能金屬管浮子流量計(jì)的硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案如圖2.1所示：本系統(tǒng)主要分為三部分：信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊以及輸出和顯示模塊，下面將對(duì)這三個(gè)模塊進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。(1)信號(hào)采集模塊：此模塊用來實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集功能，系統(tǒng)中核心要采集的是流量信號(hào)，除此之外，還需要采集溫度和壓力信號(hào)。這是因?yàn)楫?dāng)被測(cè)流體為蒸汽時(shí)，其密度隨溫度和壓力的變化而變化。為了準(zhǔn)確計(jì)算出流體的流量，必須要考慮溫度和壓力變化對(duì)流體密度的影響。因此，設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)流量、溫度以及壓力三種信號(hào)的采集。(2)信號(hào)處理模塊：信號(hào)處理模塊的基本功能是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。此外，系統(tǒng)中采用微控制器MSP430F149對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、補(bǔ)償，線性化等智能化處理。(3)輸出及顯示模塊：設(shè)計(jì)中使用E2PR0M保存累積流量值以及儀表參數(shù)值，并將流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為4?20mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。同時(shí)，使用LCD實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)流量和累積流量，最后將金屬管浮子流量計(jì)測(cè)量結(jié)果通過CAN總線傳送給上位機(jī)顯示。電磁流量計(jì)傳感器兩電極、被測(cè)液體、放大器內(nèi)阻構(gòu)成一個(gè)閉合回路如下圖2．9，這相當(dāng)與一個(gè)一匝的變壓器次級(jí)繞組，勵(lì)磁線圈相當(dāng)與初級(jí)線圈，閉合回路相當(dāng)與次級(jí)線圈。由于閉合回路不可能完全平行與磁場(chǎng)，總有部分磁力線穿過，這樣即使流速為零，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這就是“變壓器效應(yīng)"。根據(jù)楞次定律得到干擾電動(dòng)勢(shì)：可見ew與勵(lì)磁頻率相關(guān)，與被測(cè)液體流量無關(guān)。干擾信號(hào)比電磁流量計(jì)流量信號(hào)相位要滯后90°，所以把干擾電動(dòng)勢(shì)稱為正交干擾，由于正交干擾是磁感應(yīng)強(qiáng)度B對(duì)時(shí)間t的微分，它又叫做微分干擾。  考慮到容積式流量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,安裝維護(hù)和校準(zhǔn)不方便,有必要在滿足精度和抗震.性能要求的前提下,采用安裝和維護(hù)方便的其他形式流量測(cè)量?jī)x表。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)已在氣體流量測(cè)量領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用,具有無可動(dòng)部件、壓損小及量程比寬等特點(diǎn),例如在核電廠的通風(fēng)系統(tǒng)中,已成功地替代皮托管成為重要的測(cè)量方式。但在液位流量測(cè)量領(lǐng)域,熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用仍具有局限性。   由式(2)可知,熱絲的熱散失率與流體的熱導(dǎo)率、比熱容、流速和密度有關(guān)。相對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣來說,水是-種具有較大比熱容、較大密度和熱導(dǎo)率的介質(zhì)。在相同的流速下,水帶走的熱量遠(yuǎn)大于空氣,對(duì)于以恒定功率加熱熱端鉑電阻的恒功率型熱式質(zhì)量流量計(jì),為了適應(yīng)水流量的測(cè)量,加熱電路會(huì)采用比較高的加熱功率為熱端鉑電阻進(jìn)行加熱;對(duì)于恒溫差型的熱式質(zhì)量流量計(jì),為了維持兩個(gè)鉑電阻之間恒定的溫差,加熱電路同樣會(huì)處于比較高的加熱功率狀態(tài)下,且加熱功率將隨水流量的增大而增大。因而,無論是恒功率型還是恒溫差型,加熱功率的提高會(huì)對(duì)流量計(jì)的安全性和壽命有很大的影響,也使其應(yīng)用環(huán)境造成一定的局限性。而恒比率式流量計(jì)由于通過調(diào)節(jié)施加在熱端熱電阻上的加熱電流,使熱端熱電阻的阻值與冷端熱電阻的阻值成一恒定比率,因而同恒溫差式流量計(jì)相比,在測(cè)量相同流速流體的情況下,恒比率式流量計(jì)熱端鉑電阻的加熱電流要小于恒溫差式,因而其加熱功率不會(huì)過高而產(chǎn)生儀表安全性和使用壽命方面的不利影響。對(duì)于主泵第三級(jí)密封泄漏流這種微小流量的測(cè)量,相對(duì)于恒功率式和恒溫差式,恒比率式熱式質(zhì)量流量計(jì)具有更好的應(yīng)用價(jià)值，然而對(duì)于較大液體流量的測(cè)量則并不適用。恒比率式流量計(jì)的熱端鉑電阻加熱電流Ih與介質(zhì)質(zhì)量流量m的關(guān)系為: 式中Ap-一流體流經(jīng)管道的截面積; As一傳感器參與熱交換部分的表面積; C1、C2一通過校準(zhǔn)確定的常數(shù); d一熱電阻傳感器直徑; k一流體熱導(dǎo)率; Ls一傳感器損耗能量的因數(shù); n一校準(zhǔn)過程中通過回歸確定的指數(shù); Pr一流體的普朗特?cái)?shù); Rc一冷端鉑電阻阻值; Rco一冷端鉑電阻在0℃時(shí)的阻值; RH一熱端鉑電阻阻值; RH0一熱端鉑電阻在0C時(shí)的阻值;, r一恒比率參數(shù)(自加熱系數(shù)),r= a一鉑電阻的參數(shù)。 1.基本性能   熱式質(zhì)量流量計(jì)作為一種直接測(cè)量質(zhì)量流量的智能型流量?jī)x表,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、數(shù)字化程度高及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。熱式質(zhì)量流量計(jì)的.測(cè)量精度一般約為±1%,重復(fù)性為±0.2%;量程比寬可達(dá)100:1,最高可達(dá)1000:1;在-40~60℃的環(huán)境溫度下可正常工作;可耐受3MPa或更高的管道壓力;允許介質(zhì)工作溫度-70~400℃;允許被測(cè)液體的流速為0~4m/s;支持HART協(xié)議。另外，具有壓損小、直管段要求低和允許動(dòng)態(tài)修正的特點(diǎn)，其響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),未采用特殊設(shè)計(jì)時(shí)可達(dá)幾秒。熱式質(zhì)量流量計(jì)具有一體式和分體式兩種.結(jié)構(gòu)，在累積輻照劑量較大區(qū)域，可采用分體式流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，信號(hào)處理部分布置于累積輻照劑量較小區(qū)域。   主泵第三級(jí)密封泄漏流正常工況下在5L/h左右,達(dá)到50L/h時(shí)報(bào)警,不用于過程控制。在電廠正常運(yùn)行工況下，測(cè)點(diǎn)所在區(qū)域的環(huán)境溫度約為50℃以下,工作壓力小于0.6MPa,工作溫度小于100℃，要求測(cè)量范圍的量程比約為30:1,屬于非1E級(jí)測(cè)點(diǎn)。因此,就測(cè)量要求而言，熱式質(zhì)量流量計(jì)適用于主泵第三級(jí)密封泄漏流量的測(cè)量。 2.抗震性能   由于主泵第三級(jí)密封泄漏流測(cè)點(diǎn)位于安全殼內(nèi),周圍存在1E級(jí)儀表和核級(jí)管道,盡管測(cè)點(diǎn)本身不需要在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件工況下執(zhí)行功能,但不應(yīng)對(duì)其他需要執(zhí)行功能的設(shè)備或儀表造成損害，因而用于該測(cè)點(diǎn)的儀表應(yīng)滿足抗震要求，在SSE地震載荷下,滿足結(jié)構(gòu)完整性的要求,避免放射性物質(zhì)經(jīng)儀表破口向環(huán)境釋放以及對(duì)周圍1E級(jí)儀表和核級(jí)設(shè)備產(chǎn)生潛在危害。   熱式質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,除進(jìn)行抗震試驗(yàn)外,抗震分析亦可用于分析其抗震性能。在抗震分析中,需要重點(diǎn)對(duì)薄弱部位進(jìn)行應(yīng)力分析,通常包括傳感器與管道相交的節(jié)點(diǎn)處、螺紋連接處及法蘭連接處等位置。   對(duì)某一型號(hào)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行抗震分析,取三向峰值加速度為6g。通過應(yīng)力分析表明,流量計(jì)的第一-階自振頻率大于33Hz,在地震載荷作用下,薄弱部位的計(jì)算應(yīng)力值均小于規(guī)定的應(yīng)力限值,從而認(rèn)為其在SSE地震載荷下,結(jié)構(gòu)完整性可以得到保證。 3.耐輻照性能   因主泵第三級(jí)密封泄漏流測(cè)點(diǎn)位于安全殼內(nèi),在電廠正常運(yùn)行工況下,探頭所處的環(huán)境具有一定的電離輻射存在。因而,用于該測(cè)點(diǎn)的儀表應(yīng)能經(jīng)受--定的累積輻照劑量而測(cè)量結(jié)果仍在要求的測(cè)量精度范圍內(nèi)。目前,對(duì)于儀表的耐輻照性能，主要采用試驗(yàn)法進(jìn)行驗(yàn)證。   對(duì)某一型號(hào)分體式熱式質(zhì)量流量計(jì)探頭進(jìn)行耐輻照試驗(yàn),輻射源采用鈷-60,試驗(yàn)時(shí)間持續(xù)40h以上，累積輻照劑量約2x104Gy,輻照后進(jìn)行功能試驗(yàn),流量計(jì)的輸出維持在測(cè)量精度范圍內(nèi)，表明該型流量計(jì)可以經(jīng)受若干年的累積輻照劑量而不損壞。 4.安裝   為便于安裝和維護(hù)，流量計(jì)可采用法蘭-法蘭連接的形式。在一般情況下,為了滿足測(cè)量精度,熱式質(zhì)量流量計(jì)對(duì)于前后直管段的要求較高,部分型號(hào)的流量計(jì)要求的直管段長(zhǎng)度可達(dá)到前15D、后5D以上。但由于流量計(jì)允許動(dòng)態(tài)修正，經(jīng)過標(biāo)定和修正后,可降低熱式質(zhì)量流量計(jì)的前后直管段要求。對(duì)于主泵第三級(jí)密封泄漏流的測(cè)量，熱式質(zhì)量流量計(jì)可滿足安裝和維護(hù)要求。1.渦輪流量計(jì)的通氣和停氣要求。通氣順序:保證流量計(jì)后端的閥門處于關(guān)閉狀態(tài);再緩慢開啟流量計(jì)前端的閥門確保升壓速度≤35kPa/S;最后緩慢開啟流量計(jì)后端的閥門，使其從小流量下運(yùn)行直至調(diào)節(jié)至需要值。整個(gè)過程保持有壓?jiǎn)?dòng)。停氣順序:先緩慢關(guān)閉流量計(jì)后端閥門:再緩慢關(guān)閉流量計(jì)前端閥門。2.防止長(zhǎng)時(shí)間超量運(yùn)行。超流量運(yùn)行會(huì)嚴(yán)重影響使用壽命，降低計(jì)量精度導(dǎo)致誤差增大;(注意觀察表頭工祝流量百分比不宜長(zhǎng)時(shí)間超百分百)瞬時(shí)流量:從瞬時(shí)流量的觀察，結(jié)合用戶當(dāng)時(shí)用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現(xiàn)象。儀表運(yùn)行時(shí)流量范圍應(yīng)在20%~70%之間。如果長(zhǎng)期低限運(yùn)行或高限運(yùn)行都會(huì)對(duì)計(jì)量有影響:是否是用戶用氣負(fù)荷或用氣設(shè)備發(fā)生了改變.應(yīng)及時(shí)解訣。3.注意溫度、壓力的數(shù)值。 根據(jù)氣態(tài)方程式：  方程式中:V。為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量.(m2);V為工作狀態(tài)下的體積量(m³);Z為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)。P=Pa+Pg為流量計(jì)壓力檢測(cè)點(diǎn)處的絕對(duì)壓力(kPa):Pa為當(dāng).地大氣壓(kPa);P為流量計(jì)壓力檢測(cè)點(diǎn)的表壓力(kPa);P為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325kPa);T為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)溫度(293.15K):T為介質(zhì)工況條件下的絕對(duì)溫度(273.15+t):K,為被測(cè)介質(zhì)攝氏溫度(℃);F為氣體壓縮因子從公式可以看出，誤差主要集中在壓力、溫度的檢測(cè)精度兩方面.在發(fā)現(xiàn)流量、溫度、壓力值與實(shí)際偏差較大或示值不穩(wěn)定時(shí)，或與以前經(jīng)驗(yàn)數(shù)值存在較大偏差時(shí)，要及時(shí)處理o(4)在日常維護(hù)中或抄表檢查時(shí),應(yīng)查看顯示儀表上是否有異常符號(hào)。如有電池符號(hào)的閃爍表示電池快沒電了，應(yīng)及時(shí)更換電池;如有異常報(bào)警、異常警告的符號(hào)出現(xiàn)要及時(shí)發(fā)現(xiàn).有助于處理和發(fā)現(xiàn)用戶的違規(guī)用氣行為.(5)對(duì)于有機(jī)械讀數(shù)帶修正儀的進(jìn)口渦輪表,除抄取標(biāo)況體積值之外,同時(shí)應(yīng)該及時(shí)比對(duì)基表讀數(shù)與修正儀.上的工況流量是否一致,兩者正常情況下應(yīng)該是相差不大的。(6)工藝管道檢修時(shí)應(yīng)拆下流量計(jì).然后用干凈的布把兩端包好,防止污物、鐵霄等落人流量計(jì)將渦輪葉片損壞。.(7)為保證渦輪流量計(jì)長(zhǎng)期正常工作.應(yīng)加強(qiáng)儀表的運(yùn)行檢查.監(jiān)測(cè)葉輪旋轉(zhuǎn)情況，如聲音異常應(yīng)及時(shí)卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。渦輪軸承磨損嚴(yán)重或葉片打壞的，必須維修更換.并重新檢定。(8)有潤(rùn)滑油或清洗液注人口的傳感器，應(yīng)按要求定期注入潤(rùn)滑油或清洗液。保證葉輪良好運(yùn)行。在無潤(rùn)滑油情況下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行勢(shì)必造成致命磨損.阻尼力增加而導(dǎo)致運(yùn)行變慢,計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)差并且影響使用壽命;電磁流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備和站內(nèi)PC機(jī)間的通信采用異步串行通訊控制規(guī)程,并采用地址位喚醒握手協(xié)議.因此在協(xié)議中規(guī)定了傳地址和傳數(shù)據(jù)兩種不同的幀格式,如圖4.4所示.地址幀和數(shù)據(jù)幀都有11位,其中第l位和最后l位相同,分別為起始位和停止位,緊接起始位的是8位數(shù)據(jù)位,第9位為標(biāo)志位,用來區(qū)分所發(fā)送／接受的幀信息是地址幀還是數(shù)據(jù)幀.第9位為1時(shí),表示PC機(jī)發(fā)送/接受的是“地址幀"：第9位為0時(shí),表示主機(jī)發(fā)送/接受的是"數(shù)據(jù)幀".命令幀與校驗(yàn)和的發(fā)送格式與數(shù)據(jù)幀相同,因此可由數(shù)據(jù)幀演化得到.插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)發(fā)生模塊包括兩個(gè)傳感器探頭、溫度補(bǔ)償電橋和電壓調(diào)整電路三部分/如圖所示,本課題所設(shè)計(jì)的是插入式恒溫差質(zhì)量流量計(jì),采用熱消散效應(yīng)，所以我們選擇鉑熱敏電阻Pt20和Pt1000分別作為流量計(jì)的流量探頭和溫度探頭，鉑熱敏電阻的阻值對(duì)溫度反應(yīng)靈敏.與所處環(huán)境溫度基本呈線性關(guān)系,確保了我們對(duì)流量計(jì)精度的要求;同時(shí)，鉑熱敏電阻的溫度系數(shù)大,在測(cè)量范圍內(nèi),物理化學(xué)性能穩(wěn)定,可以反復(fù)加熱冷卻,使用壽命長(zhǎng),完全可以用來做傳感器材料,保證流量計(jì)的穩(wěn)定性要求;而且熱敏電阻的體積可以做到很小,減小插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)對(duì)流體流動(dòng)狀態(tài)的影響,保證流量測(cè)量值的真實(shí)有效。德國(guó)VSEVS0.04流量計(jì)選型樣本1、孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的優(yōu)勢(shì)分析1)孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成比較簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，節(jié)流裝置運(yùn)行穩(wěn)定安全，整體使用壽命較長(zhǎng)，且成本較為低廉，綜合效益優(yōu)勢(shì)突出，校驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量合格。2)孔板流量計(jì)能夠使區(qū)域性液體流動(dòng)速度增加，降低靜壓力標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生壓差，通過對(duì)壓差進(jìn)行測(cè)量的方式來評(píng)估待測(cè)定區(qū)域內(nèi)流體流量的大小，故而測(cè)量精度較高，誤差小。3)孔板流量計(jì)生產(chǎn)制造過程當(dāng)中的相關(guān)檢測(cè)件以及差壓顯示儀表能夠由不同的生產(chǎn)廠家進(jìn)行生產(chǎn)制造與供貨，具有專業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)的價(jià)值與潛力。4)由于孔板流量計(jì)在作用于天然氣計(jì)量的過程當(dāng)中,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件為全世界通用，且有大量的國(guó)家、國(guó)際、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為支持，實(shí)際應(yīng)用中不需要進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)，操作步驟簡(jiǎn)單，質(zhì)量控制可靠,且數(shù)據(jù)精度有所保障。2、孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的誤差消除1)要求從設(shè)計(jì)安裝的角度入手,重視對(duì)孔板流量計(jì)作業(yè)質(zhì)量的嚴(yán)格控制。當(dāng)前我國(guó)存在大量標(biāo)準(zhǔn)的孔板流量計(jì)安裝操作規(guī)范，當(dāng)中對(duì)孔板流量計(jì)在安裝過程當(dāng)中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)、精確的規(guī)定。同時(shí),安裝期間還要求根據(jù)孔板前阻力件的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)應(yīng)配置長(zhǎng)度符合要求的直管段,工程實(shí)踐中同時(shí)要求，直管段長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)挖制在≥30d單位以上。若受客觀環(huán)境條件影響，無法滿足這一一要求，則需要在直管段上通過增設(shè)整流器裝置的方式縮短安裝長(zhǎng)度。安裝期間，還要求對(duì)孔板流量計(jì)入口端相對(duì)于管道線的方位進(jìn)行控制，垂直角度90.0°進(jìn)行控制，偏差應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在±1.0°范圍之內(nèi)。2)要求從應(yīng)用維護(hù)的角度入手,重視對(duì)脈動(dòng)流的消除與控制。為了最大限度的消除孔板流量計(jì)作業(yè)期間的脈動(dòng)流，需要將天然氣當(dāng)中的水分最大限度的從管線中脫出出來，具體的技 術(shù)措施為:管道低處安裝分液器,消除管線內(nèi)部所累積的積液。與此同時(shí)，還需要在確保孔板流量計(jì)自身計(jì)量性能的基礎(chǔ)之上，合理控制測(cè)量管道內(nèi)部?jī)?nèi)徑參數(shù),同時(shí)合理提高管道差壓取值標(biāo)準(zhǔn)。除此以外,還可以在測(cè)量點(diǎn)以前的入口端增設(shè)調(diào)壓閥部件,使孔板流量計(jì)計(jì)量期間的輸出壓力能夠取值比較穩(wěn)定。相同類型的方法還有:將緩沖罐加裝在測(cè)量管道以前位置,使氣體能量能夠得到及時(shí)的儲(chǔ)存與釋放,達(dá)到對(duì)抗差壓波動(dòng)的目的，避免天然氣計(jì)量作業(yè)期間，脈動(dòng)現(xiàn)象對(duì)計(jì)量精度所產(chǎn)生的不良影響。由金屬管浮子流量計(jì)的工作原理我們知道：流體的流量與浮子在錐管中的高度有關(guān)，因此要實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的測(cè)量，實(shí)際上取決于對(duì)浮子位置的測(cè)量。　　本設(shè)計(jì)中采用美國(guó)公司生產(chǎn)的非接觸式角位移磁阻傳感器HMC1501代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式角度傳感器，HMC1501可以測(cè)量從磁鐵發(fā)出的磁場(chǎng)的方向角。　　設(shè)計(jì)中將一條形磁鐵置于磁阻傳感器上方，令磁阻傳感器與錐管間距離為L(zhǎng)，傳感器距錐管底部高度為H，如圖2.3所示。　　當(dāng)浮子位于高度H處時(shí)，小磁鐵的轉(zhuǎn)角為0。當(dāng)流量變化時(shí)，浮子上下移動(dòng)，其內(nèi)嵌磁鋼也隨之上下移動(dòng)，此時(shí)，置于磁阻傳感器正上方的條形磁鐵受到磁場(chǎng)作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2.4，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度即與浮子位置有關(guān)。　　由上圖可見當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)過角度為θ時(shí)，金屬管浮子流量計(jì)浮子在錐管中的位置h=H+Ltgθ，則根據(jù)式1.9可得：德國(guó)VSEVS0.04流量計(jì)選型樣本  由于金屬管浮子流量計(jì)的測(cè)量管為機(jī)械結(jié)構(gòu).測(cè)最時(shí)對(duì)波動(dòng)很敏感,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)指針波動(dòng)嚴(yán)重,甚至影響讀數(shù)的情況。除了在測(cè)量管中加裝氣阻尼器之外,還可以在指針組件中增加電磁阻尼器,使指針擺動(dòng)的頻率、幅度大幅度降低，使指針指示穩(wěn)定，刻度值讀取變得容易，讀取精度更高。   電磁阻尼器的工作原理。電磁阻尼器由磁鋼、連接件、金屬板等組裝后為一體。指針的配重為導(dǎo)電金屬鋁合金,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,配重在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，切割磁力線.必然產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而在配重中產(chǎn)生渦電流;磁場(chǎng)對(duì)帶電導(dǎo)體必然產(chǎn)生作用力,而此作用力恰好起到阻礙配重在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的作用,配重運(yùn)動(dòng)的速度越大,產(chǎn)生的反作用也越大,其效果類似于阻尼器,從而使電磁阻尼器起到降低指針擺動(dòng)頻率、幅度的作用.達(dá)到穩(wěn)定的效果。   與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過增加電磁阻尼器裝置,可有效改善金屬管浮子流量計(jì)的使用效果，使指針的擺動(dòng)頻率和幅度大幅度降低，指針穩(wěn)定指示,刻度值的讀取變得容易，讀取精度提高,既提高了效率也保證了精度。1.動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)  所謂電磁流量計(jì)動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)，就是在三值矩形波勵(lì)磁的基本前提下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)流體狀態(tài)對(duì)調(diào)整勵(lì)磁頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而提高測(cè)量的穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，因?yàn)門業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)管路比較復(fù)雜，閥門、彎頭、分支管以及變徑管等對(duì)流體流態(tài)的影響比較大，并且支管路比較短，這樣就不足以消除以上組件對(duì)流體的擾動(dòng)。在這一工作環(huán)境下，通常電磁流量計(jì)穩(wěn)定性比較差，這樣就需要手動(dòng)設(shè)置阻尼系數(shù)來提高測(cè)量的穩(wěn)定性。但是阻尼會(huì)使流量測(cè)量跟蹤速度比較慢，并且沒有辦法及時(shí)反應(yīng)流量的變化，而動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)可以很好的解決這一-問題，倘若體波動(dòng)比較大，就需要自動(dòng)增大勵(lì)磁周期，提高測(cè)量穩(wěn)定性。對(duì)于比較復(fù)雜的環(huán)境，應(yīng)該采用動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)與阻尼設(shè)置兩者相結(jié)合的方式來提升液體測(cè)量的穩(wěn)定性。2.信號(hào)處理系統(tǒng)  所謂信號(hào)處理系統(tǒng)，就是前置放大電路對(duì)接收的流量信號(hào)進(jìn)行有效處理，并且在抑制噪聲和干擾的時(shí)候，對(duì)收到的微弱流量信號(hào)進(jìn)行放大。同時(shí)采用整形電路將差動(dòng)的雙端流量信號(hào)轉(zhuǎn)變成單端流量信號(hào)，采用A/D轉(zhuǎn)換電路將流量信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，隨后將數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)對(duì)數(shù)字進(jìn)行計(jì)算，從而得到流速值和流量值。而智能信號(hào)處理系統(tǒng)能夠很好的解決這些問題，首先對(duì)液體的電導(dǎo)率進(jìn)行檢測(cè)，隨后根據(jù)電導(dǎo)率自動(dòng)的選擇波電容、電阻等，對(duì)不同電導(dǎo)率液體流量進(jìn)行測(cè)量，從而達(dá)到提高測(cè)量精度的目的。3.誤差修正技術(shù)  針對(duì)電磁流量計(jì)的誤差，應(yīng)該采用零點(diǎn)校正與基本誤差修正相結(jié)合的方法，公式如下:V=kE-V0;其中V代表液體實(shí)際流速;k代表基本誤差修正系數(shù)，E代表實(shí)測(cè)流速轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，V0代表零點(diǎn)偏移量。在進(jìn)行誤差修正的時(shí)候，應(yīng).該根據(jù)流量計(jì)傳感器特性進(jìn)行流量分段修正方法的引進(jìn)，并且根據(jù)《電磁流量計(jì)》的規(guī)章制度，對(duì)流量檢定點(diǎn)進(jìn)行劃分，.例如:Qmax(流量測(cè)量上限)、Qmin(流量測(cè)量下限)等，并且對(duì)其進(jìn)行分階段性的修正，從而就能有效滿足測(cè)量精度的具體要求。1.儀表安裝不符合要求造成計(jì)量誤差　　旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的使用過程中，最關(guān)鍵的是要保障計(jì)量的精度，安裝質(zhì)量是影響計(jì)量準(zhǔn)確性、運(yùn)行可靠性的重要因素。在實(shí)際的安裝過程中，現(xiàn)場(chǎng)的安裝人員往往會(huì)存在安裝的不規(guī)范行為，而這種情況會(huì)導(dǎo)致計(jì)量的準(zhǔn)確性不足，比如，在安裝現(xiàn)場(chǎng)，儀表前后管線存在縮徑現(xiàn)象，過近的安裝距離會(huì)導(dǎo)致最終的計(jì)量結(jié)果偏大，計(jì)量與實(shí)際的誤差非常大。此外，在安裝過程中，安裝人員的專業(yè)素質(zhì)偏低，在實(shí)際的安裝過程中，缺乏安裝全過程的質(zhì)量控制、細(xì)節(jié)管理，同樣會(huì)造成嚴(yán)重的計(jì)量偏差。2.被測(cè)氣量不穩(wěn)定造成計(jì)量誤差　　旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的計(jì)量介質(zhì)性質(zhì)相對(duì)特殊，如果在實(shí)際的計(jì)量過程中，被測(cè)氣量難以保持穩(wěn)定性，將會(huì)影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的運(yùn)行過程中，存在著較大的壓力損失，當(dāng)在單井計(jì)量的過程中，伴隨著一定氣流量的產(chǎn)生，由于在此情況下氣源的氣體量相對(duì)較小，一旦氣壓降低到特定的值時(shí)，旋進(jìn)漩渦流量計(jì)就無法及時(shí)將氣量準(zhǔn)確計(jì)量出來。在一些特殊的情況下，氣量會(huì)隨著時(shí)間呈現(xiàn)出或大或小的變動(dòng)，而這種不穩(wěn)定的變動(dòng)趨勢(shì)使得計(jì)量的難度系數(shù)增大，當(dāng)屬于脈動(dòng)流體時(shí)，在計(jì)量過程中一旦出現(xiàn)隨機(jī)脈動(dòng)壓力，將會(huì)對(duì)流量計(jì)造成一定的沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)量的精度不足。3.管線振動(dòng)造成儀表誤差　　當(dāng)流量很小的情況下，旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果難以保障。在實(shí)際的計(jì)量過程中，常常會(huì)存在工藝管道的振動(dòng)現(xiàn)象，一旦在流速較小的情況下，流量計(jì)的儀表難以保持正常的輸出狀態(tài)，計(jì)量精度大大降低。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)使用過程中最常見的問題就是計(jì)量誤差，這種誤差常常是由多種因素所造成的，管線振動(dòng)是其中的一個(gè)關(guān)鍵因素，當(dāng)管線出現(xiàn)異常情況時(shí)，壓電傳感器能夠活動(dòng)振蕩變化所引起的各種參數(shù)變化，此時(shí)，必然伴隨著信號(hào)的輸出，也就難以保障計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.不干凈的測(cè)量流體介質(zhì)造成計(jì)量誤差　　隨著旋進(jìn)漩渦流量計(jì)計(jì)量工作的開展，在流量計(jì)內(nèi)必然會(huì)伴隨著大量油污等雜物的存在，有時(shí)甚至?xí)嬖诟g與損壞現(xiàn)象，而這些情況會(huì)導(dǎo)致在計(jì)量過程中出現(xiàn)酸化與壓裂現(xiàn)象的概率進(jìn)一步增大，導(dǎo)致計(jì)量值遠(yuǎn)低于實(shí)際值。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的計(jì)量工作中，要保障介質(zhì)的潔凈性，否則，一旦介質(zhì)中存在飽和水蒸汽，當(dāng)遇到溫度過低的情況時(shí)，將會(huì)伴隨著水凝結(jié)現(xiàn)象的出現(xiàn)。在計(jì)量過程中，如果計(jì)量分離器存在氣路跑油的情況，在管線內(nèi)會(huì)形成大量的積液；如果介質(zhì)內(nèi)存在污油、砂粒等雜質(zhì)，在計(jì)量的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)漩渦發(fā)生體表面雜質(zhì)的黏結(jié)現(xiàn)象，最終影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。優(yōu)點(diǎn)：(1)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)可被測(cè)量的流體管道口徑范圍廣.能夠應(yīng)用在各種口徑的管道流量測(cè)量,從小、中口徑到特大口徑管道都可以,口徑可達(dá) 9000mm.(2)流速測(cè)量范圍廣.可測(cè)量 0.02m/s~480m/s 范圍內(nèi)的流體流速.(3)測(cè)溫范圍和耐壓范圍很寬.待測(cè)氣體的溫度高達(dá) 900℃,可用于各種高溫過程氣體的測(cè)量,最高可以在 70MPa 的壓力下進(jìn)行測(cè)試.測(cè)量過程中不需要溫度和壓力補(bǔ)償.所以在較大直徑管道、較小流速、微小流量、測(cè)量流量浮動(dòng)范圍較大時(shí),具有一定的優(yōu)勢(shì).(4)可保證較高的測(cè)量精度.一般的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)都屬中等精度測(cè)量范圍,其中部分儀表,如插入式、電磁式,可以達(dá)到高精度測(cè)量.國(guó)外進(jìn)口的高精度儀表滿量程誤差可以達(dá)到±1%.(5)寬量程比.量程比可以達(dá)到 1000:1,且能保持精度要求.(6)可測(cè)量混合氣體.(7)機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,容易安裝和調(diào)試,維修簡(jiǎn)單,防振動(dòng).插入式只需要在管道上焊接法蘭盤即可,管段式只需要進(jìn)行管道轉(zhuǎn)接,安裝和操作方便.(8)不需要溫度和壓力補(bǔ)償.缺點(diǎn)：(1)響應(yīng)速率慢.由于熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是依靠傳熱原理設(shè)計(jì),而熱量交換過程與加熱溫度探頭和流體的熱傳導(dǎo)效率密切相關(guān),需要一定的時(shí)間來完成換熱過程,一般的相應(yīng)時(shí)間為 2~5s；性能優(yōu)越的流量計(jì)響應(yīng)時(shí)間為 0.5s；甚至有些響應(yīng)時(shí)間更慢.(2)精度易受流體組分影響.當(dāng)被測(cè)流體為混合氣體時(shí),由于混合氣體組分的變化,氣體密度,粘度,熱導(dǎo)率都會(huì)受到直接影響,使測(cè)量值發(fā)生較大誤差而導(dǎo)致最后的流量計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生誤差.(3)在小流量測(cè)量中,熱源探頭的溫度高于流體溫度,導(dǎo)致熱源探頭向流體傳導(dǎo)熱量,影響流體和熱源探頭的溫度差,影響測(cè)量精度.

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