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德国VSEVTR1025流量计制造同时我们还经营: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。涡街流量计是依据流体力学振动现象中振动频率与流速的对应关系工作。它对管道流速分布畸变、流动脉动及旋转流十分敏感,同时由于其感.测元件为压电晶体,各种机械振动对输出信号干扰较大,仅表抗振性差。因此现场安装条件要求较高。 为了达到测量精度,涡街流量计必须保证一定的前后直管段,并尽量避免在靠近调节阀、半开阀和.截止阀后安装流量计;测压点和测温点应分别在下游侧距流量计中心线3.5D~5.5D和6D-8D;。 涡街流量计的表体安装不良,如接管偏大、偏小、偏移有台阶)或垫片突入管道都会引起测量误差。配管内径一般应等于或略大于流量计的内径。如配管的实际内径略小于流量计的内径5%以内),虽不会影响仅表的固有K系数,但因流通面积突变引起表观流速变化而产生附加测量误差,这可以通过修正K系数来补偿。修正后的仪表系数为K"=K(D2/D1)2式中:Dt-仪表实际内径;D2-配管实际内径。 当测量容易汽化的液体或工作条件接近临界状态的液体时,为防止气穴现象出现,设计安装时必须确认管道内的最低压力P',这样才能保证涡街流量计正常工作。p由下式计算:p≥2.7△p+1.3po△p≈1.1x10-6ρv2 式中:p-管道内流体绝对压力,MPa;△p-流体在.发生体前后的压差,MPa;po-在工作温度下流体的饱和蒸汽压,MPa;ρ--工作条件下流体的密度,kg/m³,V-流动流体的流速,m/s.仪表使用中还要注意以下问题:①安装涡街流量计的位置要远离动力设备和变化频繁的阀门,如管线振动较大,应在流量计前、后2D处加装固定支架以咸振;②如管道流体的流速不稳,可考虑在管线上增加稳压装置或整流器来消除流速分布的不均匀现象;③由于压电晶体的灵敏度随温度升高而大幅度下降,应避免在测量高温介质(≤250℃),特别是高低温频繁变化的介质中使用;④流量计的安装位置应避开较强的热源、电场及磁场,尽量选择较好的工作环境智能电磁流量计的测量不受流体的密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系,因此测量精度高。电磁流量计设计了带背光宽温的中文液晶显示器,功能齐全实用、显示直观、操作使用方便。 智能电磁流量计在试运行过程中会产生的问题,一般是由于安装的问题或选型的问题引起的,而在正常运行期间发生的问题一般是由于工作条件变化或出现新干扰源等问题引起的。所以在正常运行期间的问题一般都可以归结为仪表抗干扰能力的问题。下面小编就简单分析一下智能电磁流量计输出晃动的原因及解决办法:一、智能电磁流量计输出晃动大体上可归纳为这几点:1、流动本身是波动或脉动的,实质上不是电磁流量计的故障,仅如实反映流动状况;2、管道末充满液体或液体中含有气泡;3、外界杂散电流等电、磁干扰;4、液体物性方面(如液体电导率不均匀或含有较多变颗粒/纤维的浆液等)的原因;5、电极材料与液体匹配不妥。二、电磁流量计检查程序: 智能电磁流量计输出晃动的流程:先按流程图考急作初步调查和判断,然后再逐项细致检查和试排除故障。流程所列检查顺序的先后原则是:1、可经观察或询问了解无须作较大操作的在前,即先易后难;2、按过去现场检修经验,出现频度较高而今后可以出现概率较高者在前;3、检查本身的先后要求。若经初步调查确认足后几项故障原因,亦可提前作细致检查。 检查智能电磁流量计管内液体是否冲满,如没有充满,那么传感器处于水平安装位置或垂直安装流动的位置应特别注意,改换到能完全冲满的位置,如垂直安装流动的位置。涡街流量计至少保证流量计前15倍管径,流量计后5倍管径。如流量计前有弯头,缩进,扩大等干扰源,则需保证流量计前30–40倍的管径,流量计后6倍管径。流量计应安装于调节阀,压力或温度传感器的上游。 涡街流量计主要用于哪些介质流量测量:如气体、液体、蒸气等多种介质。利用在流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。常见问题主要有指示长期不准;始终无指示;指示大范围波动,无法读数;指示不回零;小流量时无指示;大流量时指示还可以,小流量时指示不准;流量变化时指示变化跟不上;仪表K系数无法确定,多处资料均不一致。总结引起这些问题的主要原因,主要涉及到以下方面选型方面的问题。 涡街流量计技术指标的提高是行业发展的追求,如测量范围,电阻从超导到1014Ω,温度从接近绝对零度到1010℃。如测量准确度,时间测量从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。追求高稳定性和高可靠性随着仪器仪表和测控系统应用领域的不断扩大,可靠性技术在航天航空、电力、冶金、石油化工等大型工程和工业生产中起到维护正常工作的重要作用。 保障现场仪器仪表的测控系统正常工作的涡街流量计也要求高稳定性和高可靠性。因为新材料的出现和各种加工技术的发展,现代的可靠性按平均无故障时间与10年前相比提高了3倍。 涡街流量计热敏检测元件灵敏度高,适用于温度(<350℃)和较低密度的气体测量,但因热敏电阻用玻璃封装,较脆弱,敞易受流体中的污物、有害物质及颗粒物的影响,所以被测介质还应足清洁的液体或气体。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。为了适应仪表网络化的发展方向,在系统设计时我们要根据实际需要为电磁流量计配备合适的通信接口.在当今单片机系统的通信中,RS232和RS485标准总线应用最为广泛,技术也最为成熟.RS232用来连接两台计算机(微处理器)之间的串口通信,当我们需要一个更长的距离或者比RS232更快的速度下进行传输的时候,RS485就是一个很好的解决办法.另外,RS485连接不限于仅仅连接两台设备.根据距离,比特率和接口芯片,我们可以用单一导线连接最多256个节点.为了使电磁流量计的应用范围更加广泛,我们选用RS485标准总线来实现仪表和外部系统的通信. RS485是双向、半双工通信协议,允许多个驱动器和接收器挂接在总线上,其中每个驱动器都能够脱离总线.该规范满足所有RS422的要求,而且比RS422稳定性更强.具有更高的接收器输入阻抗和更宽的共模范围(-7V至+12V). 接收器输入灵敏度为士200mV,这就意味着若要识别符号或间隔状态,接收端电压必须高于+200mV或低于-200mV.最小接收器输入阻抗为12k,驱动器输出电压为±1.5V(最小值)、+5V(最大值). 驱动器能够驱动32个单位负载,即允许总线上并联32个12k的接收器.对于输入阻抗更高的接收器,一条总线上允许连接的单位负载数也较高.RS485接收器可随意组合,连接至同一总线,但要保证这些电路的实际并联阻抗不高于32个单位负载(375). 采用典型的24AWG双绞线时,驱动器负载阻抗的最大值为54,即32个单位负载并联2个120终端匹配电阻.RS485已经成为POS、工业以及电信应用中的最佳选择.较宽的共模范围可实现长电缆、嘈杂环境(如工厂车间)下的数据传输.更高的接收器输入阻抗还允许总线上挂接更多器件. 因RS485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口.因为RS485接口组成的半双工网络一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输.RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座,与智能终端RS485接口采用DB.9(孔),与键盘连接的键盘接口RS485采用DB.9(针). 通信接口电路如图3.13所示,我们选用MAX485作为系统的通信接口芯片.MAX485是MAXIM公司推出的支持RS485协议的低功耗收发器,它的驱动器摆率不受限制,可以实现最高2.5Mbps的传输速率.它是用于RS.485通信的半双工低功率收发器件,包含一个驱动器和一个接收器,具有输入接收器和输出驱动器使能管脚.使用一个半双工连接的难点就是控制每个驱动器在什么时候被启用,或者处于激活状态.当一个驱动器在传输的时候,必须直到它完成传输都保持被启用状态,然后在一个应答节点开始响应之前切换到禁用状态.MAX485的控制端RE和DE短接,这样用一个信号可以控制两种状态:接收和发送.RE和DE为“l”时,发送端接通,数据经DI脚后,变成传送的信号送到传输线.RE和DE为“0”时传输线上的信号经MAX485,当处于发送状态时,数据信号经发送端DI,在输出端A和B上交替出现高电平:当处于接收状态时,A和B上交替的高电平信号经MAX485转换成高低电平信号经RO输出.在电磁流量计传输过程中,交替的高电平保证通信传输回路中始终有电流,能实现可靠通信.1.机械干扰 在旋进漩涡流量计的运行过程中,机械干扰的存在会影响计量结果的准确性,在实际的计量过程中,如果旋进漩涡流量计的使用过程中受到了剧烈的机械振动或者冲击,其内部的电气元件会出现受到影响,出现严重的振动与变形情况。在一些油田工程中,应用旋进漩涡流量计时,这种仪表多是安装在室内的,这种使用环境使得其在具体的应用过程中,机械干扰的情况难以避免,甚至有时还存在着声波干扰、地面振动干扰等现象,这一系列的干扰都将会影响计量结果的准确性。2.紫外线的伤害 由于旋进漩涡流量计多处于室外露天环境下,这种运行与使用环境就导致在实际的应用过程中,极易受到外部环境因素的影响,仪表的屏幕显示难以正常进行,常常存在读数不清晰、显示不全的问题。3.感应探头易损坏 旋进漩涡流量计的使用过程中,感应探头是其中的主要元件,在实际的使用过程中,在一定的条件下,受到各种内外部因素的干扰,常常会出现感应探头损坏的情况,比如,在大井节流器失效、开镜过程中气流量中杂质含量较高的情况下,探头极易被损坏,引发计量异常。电磁流量计外壳用不锈钢,测量管内壁用聚四氟乙烯,转换器封闭在一个长方体金属壳内,内部电路板上有一四位数的数据盘,可作测量值的指示器。变送器与转换器之间通过两根电缆连接,变送器安装在管道上,转换器固定在旁边的框架上。这种流量计无论零点还是量程都不能白行调整,只能在指定厂家标定,使用很不方便。该流地计投用运行还未到-年,指示便出现了故障经检查发现变送器电路板发生腐蚀,有几只晶体三极管管脚已经锈断,当时并没有引起我们足够的重视,只是更换几只三极管便又重新装上,这样修复后该表又运行几个月,然后又失去指示。当我们再次检查该表时,发现变送器的电路板及电缆已全部腐蚀掉,于是该表报废。这才引起我们的警觉,原来因该表安装的地方离高压甲铵泵及高压氨泵太近,停车时排放的及平时泄漏的氨和甲铵以及夹带的氨气常环绕在该表周围,致使该表一直工作在腐蚀性环境中,加上我们只注意该表的耐腐蚀特点,而忽略该表的脆弱性,最终导致该表的损坏。 在安装时,为防止腐蚀性气体侵入电子室,在接线盒盖边缘及电缆接头处全部用硅橡胶密封,并用水电两用胶带加以封固,以达到防腐的目的。该表投用后运行一年多时间,便再次发生了同样故障,变送器电路板及电缆又被腐蚀,表又损坏。 事故的不断发生,使我们对腐5蚀问题进行仔细的思考,为什么变送器密封那么好还会腐蚀?而与变送器仅半米之遥的转换器却安然无恙?经过仔细的观察和分析,发现安装变送器的管道因流速高,一直在不停地轻微震动,密封胶很容易松动而脱落,不停的震动又为氨气的侵入增加了助动力,而固定在框架上的转换器,由于没有震动,各密封口完好,因此没有腐蚀。 找到了出故障的原因,也就找到了排除故障的措施。这种电磁流量计较前两种要先进得多,它采用微处理器技术,在转换器上有一双排液晶显示器,在显示器下边有三个按钮,通过它们可以对流量计的参数进行组态设定,并可翻看流量计的有关参数设置。该表具有比较强的外部通信接口能力,能以模拟和数字方式与其它外设通信,并带有很强的自诊断功能,参数的输入及选择以数据直接输入及主副菜单选择方式进行,可方便地进行零点调整和量程设定,操作十分方便。为了保证这块表能安全运行,我们在吸取前两次教训的基础上,采取另-种防腐措施即吹气防腐法。这种方法的原理是设法使变送器接线盒内纯净气体压力增大,致使有害气体不能侵入接线盒内,从而达到防腐目的。具体方法是在电磁流量计的电子室上打两个小孔,一个进气,一个排气,然后接上仪表空气,让空气保持微小流量,电子室内纯净气的压力高于大气压,气流只能从孔隙由内向外流动,从而阻止有害气体的侵入,起到防腐作用。该表投入运行后,效果一直很好,在时隔两年的1994年大修中,打开电子室检查,没有发现腐蚀,可见吹气防腐确实起到了作用。 涡街流量计是基于流体力学中著名的“卡门涡街”研制的。在流动的流体中放置- -非流线型柱形体,称旋涡发生体,当流体沿旋涡发生体绕流时,会在涡街发生体下游产生两列不对称但有规律的交替旋涡列,这就是所谓的卡门涡街,如图1所示。 大量的实验和理论证明:稳定的涡街发生频率ƒ与来流速度v1及旋涡发生体的特征宽度d有如下确定关系叫: 式中St为斯特罗哈数,与雷诺数和d相关。 当雷诺数Re在一定范围内(3 X102~2 X105)时(4],St为一常数,对于三角柱形旋涡发生体约为0.16 雷诺数的定义为 式中S为管道的横截面积。 由高精度气体涡街流量计的测量原理可知,通过测量旋涡发生频率仅能得到旋涡发生体附近的流速vI,由式(3)可知在横截面积一定的情况下,流体的流量Q与流体的平均流速v成正比,因此要精确计量流体的流量必须找到`v与v1的对应关系。 根据流体力学理论,在充分发展的湍流状态下,流体的速度分布有如下关系式川: 式中:vp为到管壁距离为y的P点的速度;y为点到管壁处的距离;Vmax:为管道中的最大流速,通常取管道中心的速度;R为管道的半径;n为雷诺数的函数。 表1中给出了部分雷诺数与n的对应关系。 由于旋涡发生体的位置固定,因此当雷诺数一定时v1与`v有固定的比例关系换言之,当雷诺数Re变化时,二者的比值也发生变化, 图3给出了不同雷诺数下充分发展的湍流的流速分布,如图所示Re越大,流速分布越平滑,即旋涡发生体附近的流速越接近平均流速,故ƒ( Re)应为单调递减函数。图4给出了3台50mm口径,宽度14 mm三角形旋涡发生体的气体涡衔流量计,在20℃,一个标准大气压下,不同雷诺数下的K值曲线。如图所示实验数据与理论分析基本一致,因此涡衔流量计的测量原理即决定了仪表系数的非线性特性。若要提高涡街流量计的计量精度,必须针对不同的流速分布对K值进行修正。德国VSEVTR1025流量计制造 热式气体质量流量计按结构可以分为热分布型和浸入型。热分布型热式流量计将传感元件放置于管道壁,传感元件经过加热温度高于流休温度,流体流经传感元件表面导致上下游温度发生变化,利用上下游温度差测量流体流量,一般用于微小流速气体流量的测量。 热分布型热式流最计的T.作原理如图1所示,传感元件由上游热电阻、加热器利下游热电阻组成,加热器位于管道中心,使得传感元件温度高于坏境温度,上游热电阻和下游热电阻对称分布于加热器的两侧。图1中曲线1所示为管道中没有流休流过时传感元件的温度分布线.相对于加热器的上下游热电阻温度是对称的。当有流体经过热式传感元件时,温度分布为曲线2,显然流体将上游部分的热量带给下游,导致上游温度比下游温度低,上下游热电阻的温度差△T反映了流体的流量,即△T=f(m)。当流体流速过大时,上下游热屯阴的温度差△7趋向于0,因此热分布型热式气体质量流量计用于测量低流速气休微小流量。气体质量流量qm可表示为 式中:Cp-一流体介质的定压比热容;A一热传导系数;K一一仪表系数。 浸入型热式流最计的工作原理如图2所示,一般将两个热电阻置于中大管道中心,可测量中高流速流体。热电阻通较小电流或不通电流,温度为T;另一热电阻经较大电流加热,其温度T高于气体温度。管道中有气流通过时,两者之间的温度差为△T=Tv-T0气体质量流量qm与加热电路功率P、温度差△T的关系式为 式中:E一系数与流体介质物性参数有关;D一与流体流动有关的常数。 如果保持加热电路功率P恒定,这种测量方法为恒功率法;如果保持温度差△T恒定,这种测量方法为恒温差法,两种方法有各自的优缺点,使用时据具体环境和需要而定。目前较普遍的是采用恒温差法,由于需要不同的应用领域,恒温差法已不适用于某些场.合的测量,因此恒功率法应用领域越来越广泛。恒温差法的基本原理是流体流过加热的热电阻表面使得热电阻表面的温度降低,热电阻的阻值变小。反馈电路自动进行处理,通过热电阻的加热电流变大从而使得热电阻温度升高,即可使得热电阻与流体温度差恒定。通过测量传感电路的输出电流或输出电压便可获得流量值。恒功率法的基本原理是加热功率为恒定值,管道内没有流体流过时温度差△7最大,当流体流过热电阻表面时热电阻与流体温度差变小,通过测量△T便可得到流体流量。热式气体质量流量计是利用传热原理,即流动中的流体与热源(流体中加热的物质或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表,目前主要用于测量气体。热式流量仪表用得最多有两类,一是利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计,曾称量热式TMF;另外--类是利用热消散(冷却)效应的金氏定律TMF又由于结构上检测元件伸入测量管内,也称插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量计算如下: 如图所示,插入式热式气体质量流量计由两个电阻温度计组成传感器,一个测温探头,感受流体温度T2另一个电阻温度计由电路加热到温度T1用来测量流体带走的热量变化,亦称测速探头。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。当流体流经传感器时,由于测速探头的自身温度T1高于测温探头感受的温度即流体温度T2,流体便带走了测速探头上的一部分热量(高温向低温传递),使T1下降。电路为保持△T恒定,便增加对测速探头的加热功率,使△T=T1-T2恒定。流体带走测速探头.上多少热量,电路便增加相应数量的电功率,两者之间存在着一个函数关系"。设对测速探头的加热功率为P1,流体的质量流量为Q,则根据流体流过测速探头时所带走的热量与对测速探头的加热功率相对应的原理,得到下列关系式: 式(1)中,PocQ 因此,可以通过测量加热功率P,来测量带走这部分热量的流体的质量流量。由于带走着部分热量的是流体的分子,所以,测速探头直接测量的是流体的质量流速pv,此时,只要乘上管道的横截面积,就可以得到流体的质量流量了。由于气体流过探头时带走热量和气体的质量流量成比例关系,也和探头间温差有关,流量越大,两探头之间温差越小,气体质量流量与温差之间的联系通过质量流速ρv建立"。 式中:Qm-质量流量,kg/s; Kv-测量头仪表系数; a-速度分布系数; B一阻塞系数; x-干扰系数; A-仪表表体(测量管道)的内橫截面积,m² ρv一质量流速,kg/(m²·S)。 基于_上述原理,对于大管径的流量测量来说,虽无相应的大管径标定装置来对流量计进行标定,但只要在标准口径的标定装置.上测定相应的质量流速,也就可方便地测量出大管径中流体的质量流量了。 由热式气体质量流量计中于两个传感器都是用性能稳定的金属铂材料通过特殊工艺密封在316L不锈钢管或抗酸、碱腐蚀的K2760哈氏合金或铂套管中制成,因此极为坚固,并不会污染被测流体或受被测流体污染,且其抗腐蚀性能相当好。1.孔板流量计前后的直管段必须是直的,不得有肉眼可见的弯曲。2.安装节流件用得直管段应该是光滑的,如不光滑,流量系数应乘以粗糙度修正稀疏。3.为保证流体的流动在节流件前1D出形成充分发展的紊流速度分布,而且使这种分布成均匀的轴对称形,所以①直管段必须是圆的,而且对节流件前2D范围,其圆度要求其甚为严格,并且有一定的圆度指标。具体衡量方法:A.孔板流量计前OD,D/2,D,2D4 个垂直管截面上,以大至相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值,取平均值D.任意内径单测量值与平均值之差不得超过±0.3%B.在节流件后,在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值,任意单测值与D比较,其最大偏差不得超过±2%②节流件前后要求一段足够长的直管段,这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关,见表1(β=d/D,d为孔板开孔直径,D 为管道内径)。4.孔板流量计上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不论实际β值是多少)取表一所列数值的1/25.孔板流量计上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时,则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D(15D).若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时,则除在节流件与局部阻力件之间设有附合表1上规定的最小直管段长1外,从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D(15D)。德国VSEVTR1025流量计制造1.一次测量元件引起的误差 孔板流量计中的节流元件是尖锐的直角边缘,流体在节流元件的入口收缩,根据伯努力方程,流速增加,压力减小,孔板的测量原理就是根据孔板入口和出口的压差进行测量的。孔板平钝后流出系数增大,产生测量误差。流出系数对蒸汽流量测量的影响是普遍存在的。 测量管也是节流装置的组成部分,其结构尺寸对流体流动状态有重要的影响,测量管除满足前10D后5D的要求外,还对内表面的光滑度有要求。粗糙管的流速分布与光滑管是有区别的,流出系数也不相同,管道结垢、腐蚀,流出系数发生变化,产生测量误差。 对于孔板入口边缘磨损的问题,我们可以选用标准喷嘴,由于喷嘴入口是一个光滑的曲面,它的抗磨损,抗积污,抗变形程度远好于孔板,流出系数稳定性也比孔板好,压力损失也比孔板小得多,而且它的检定周期为4年,大大减少了维护费用。 对于测量管的问题,在管道安装时就尽量选用光滑度高,质量好的管道,必要时请专业厂家定制测量管道、连接法兰,冷凝器等,补偿用的温度和压力测量点也可以统一开工获取。虽说一次性投资高些,但由于投入使用后没有特别原因,一般不进行更换,还是使用周期越长越好,这样综.合经济效益还是高些。2.测量信号的传递失真 测量信号传递是孔板前后的差压信号经导压管传递到差压变送器,由于结构的不同,孔板流量计不同于涡街流量计那样直接装在管道上,它需要进行信号传递。对于蒸汽流量测量而言,传递部分可由阀门,导压管,冷凝器等部件组成。对于信号传递部件来讲,应保证传递信号不失真。实际使用中的大部分故障,往往是信号传递失真引起的。差压信号产生的传递失真比作为补偿用的温度和压力信号失真影响更大,必须引起注意。冷凝器在信号传递中处于关键位置,冷凝器中的液面保持一定高度,多余的冷凝液要回流到蒸汽管道,既要保证冷凝器中蒸汽很好地冷凝,又要使冷凝液回流畅通无阻。 气相导压管的一次根部阀门应保证蒸汽气相进入冷凝器,冷凝器里面多余的冷凝液回流到蒸汽管道,否则两只冷凝器液面不能保持相平,会对差压信号产生附加误差。一次根部阀门尽量选用闸阀,保证压力信号传递通畅无阻,减少测量误差。 测量用的导压管要加保温伴热,否则冬季不能正常工作。不管采用电伴热还是蒸汽伴热,一定要保证两只导压管受热均等,不然会因导压管中的液体的密度不同而产生附加差压误差。 作为压力补偿用的变送器一般和压力取压口不在同一高度上,如果变送器比取压口低,所测出的压力为管道中蒸汽的压力加上导压管中冷凝液产生的压力,可在变送器中进行正迁移将这部分压力迁移掉。使变送器测出的压力为管道中实际蒸汽压力。3.蒸汽密度问题产生的误差 测量蒸汽质量流量时要根据蒸汽的密度进行计算,因蒸汽的密度计算不准确产生测量误差。蒸汽流量测量仪表中涡街流量计是用工艺车间提供的蒸汽密度值为参考值,不是实际的密度值,得出的蒸汽流量会和实际流量有误差。选用涡街流量计时,最好选用能进行温度和压力补偿的型号,并且安装测温和测压元件取得温度和压力数值。孔板式流量计测出的流量由DCS系统显示,没有进行温度压力补偿。为了提高测量的准确度,必须进行温度压力补偿。对于孔板流量计,取得差压信号的同时,还需测得温度和压力信号,通过DCS中的专用软件进行温度和压力补偿。4.相关系数的影响 流出系数C和可膨胀系数ε在一定范围内可看作常数,但是,当蒸汽的状况偏离设计状态时,其流出系数C和可膨胀系数ε就会发生变化,就不能视为常数。测量小流量时,随着雷诺数变小,流出系数C将产生较大的变化。测量高压时,则必须考虑气体的可膨胀系数ε的影响,如果我们只补偿密度变化的影响,即使实现了对密度的完全补偿,其它各参数变化累加后的最大误差仍达6%左右,其中,可膨胀系数ε引入的误差最大。所以,要想提高仪表的测量精度,除补偿密度外还应考虑整个补偿方程中其它参数变化的补偿问题。DCS中的蒸汽测量模块中,不仅有密度补偿方式,还有流出系数C和可膨胀系数ε的修正办法,只要我们选用合适的流量测量模块,就能提高蒸汽流量的测量准确度。 一般认为,蒸汽干度X较高(X≥95%)时流体可视为单相流体。温度压力补偿可按通常方法进行。但出现-定误差。干度越低密度越大。在蒸汽干度较低(X<95%)时,管道中的流体处于二相流状态。情况严重时,流体分层流动,产生误差更大。目前还没有在线的干度测量仪表测量蒸汽的干度,最好的办法就是加强蒸汽传输管道的保温,提高蒸汽的过热度,使蒸汽的干度较高,孔板流量计测量也比较准确。1.施工工艺的影响与处理按照循环灌浆的原理,返回浆液要流回搅拌桶,采用2台电磁流量计分别计量进返浆管道中浆液的流量。然而.有些用户去掉返浆管上的电磁流量计,返浆管通过一个三通直接接在电磁流量计下游的进浆管上,返回浆液不返回搅拌桶,采用一台电磁流量计测量灌浆量,其结果在岩层吸浆量很小和灌浆结束阶段,浆液流过电磁流量计F的流速很小,远低于电磁流量计的流速下限,信噪比S/N很小,测量误差高达50%,无法精确计量。2.测量管道内附浆量的影响与处理 每次灌浆结束后,要及时清除电磁流量计测量管内的残余浆液,否则水泥浆液易在测量管道内产生不同程度的胶结,甚至堵塞电磁流量计测量管和相接的灌浆管道。电磁流量计测量管内的附着层会引起附加相对误差△Ɛ,实践证明其引起的误差是很大的,假定其厚度相同△ε由式(5)计算: 水泥颗粒的σɷ和水泥浆液σf相差很大,因为附着水泥层电导率极低,当附着物有一-定厚度时△Ɛ会比较大。3.介质中气泡的影响与处理 因工艺或介质本身的原因,所测液体常含--些气泡。电磁流量计属于流速型的流量方式,气泡在管道圆截面中所占据的面积百分率,几乎就等同于气泡对流量测量的影响量。此外由于气泡经过电极表面存在一个摩擦过程,由此会产生尖峰脉冲干扰电势,其值远大于正常的流量信号。通常电磁流量转换器无法有效地处理如此的干扰,轻者导致测量值不稳定,严重时仪表根本无法工作,一些缺乏经验的用户仅从工艺的要求出发,对电磁流量计的安装位置没有考虑防止气泡的产生,例如有些用户把电磁流量计安装在灌浆泵的吸入端,吸入端的浆液中常会混入成泡状流的小气泡,故电磁流量计一般要安装在泵的排出端。电磁流量计最好垂直安装,浆液自下而上流动。水平安装时要使电极轴线平行于地平线,不要垂直于地平线,因为处于底部的电极易被沉积物覆盖,顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面。4.恶劣施工现场环境的影响与处理 灌浆施工现场的环境大部分时间比较恶劣,例如高温、潮湿高灰尘等,如果电磁流量计外壳的密封不良,诸如接线盒,以及一些非焊接气密封结构的外壳,时间长了冷凝水和灰尘容易积聚在电磁流量计的接线盒中,或透过密封不良的结合面渗入电磁流量计壳体中,由于电磁流量计的流量信号极其微弱(通常是几mA),冷凝水和灰尘的存在,直接的后果是导致电磁流量计转换器输入回路阻抗下降,衰减了欲输往放大器的流量信号;或者是破坏励磁回路和信号回路的绝缘,将高达几十V的励磁电压引入到低电势的信号回路中,造成电磁流量计的严重故障。为了避免此类故障的发生,可在接线盒中灌注绝缘材料,在维修和调试电磁流量计的时候一-定要避免进水,保持接线盒内的干燥与干净,使用中一定要避免浸泡在水或浆液中。