德国VSEAPE4-UV0S/X流量计公司同时我们还经营：由金属管浮子流量计的工作原理我们知道：流体的流量与浮子在锥管中的高度有关，因此要实现对流量的测量，实际上取决于对浮子位置的测量。　　本设计中采用美国公司生产的非接触式角位移磁阻传感器HMC1501代替传统的接触式角度传感器，HMC1501可以测量从磁铁发出的磁场的方向角。　　设计中将一条形磁铁置于磁阻传感器上方，令磁阻传感器与锥管间距离为L，传感器距锥管底部高度为H，如图2.3所示。　　当浮子位于高度H处时，小磁铁的转角为0。当流量变化时，浮子上下移动，其内嵌磁钢也随之上下移动，此时，置于磁阻传感器正上方的条形磁铁受到磁场作用发生转动，如图2.4，转动的角度即与浮子位置有关。　　由上图可见当磁铁转过角度为θ时，金属管浮子流量计浮子在锥管中的位置h=H+Ltgθ，则根据式1.9可得：1、测量管、法兰、浮子的材料选择   针对酒精、乙醛流量测量,可采用一般防腐材料1Cr18NigTi制作测量管、法兰、浮子;针对粗醋酸、冰醋酸的流量测量,由于其腐蚀性强,则测量管内部接触被测介质的所有部位和浮子均要衬聚四氟乙烯材料,测量管、法兰采用1Cr18NigTi材料。 2.金属管浮子流量计和口径的计算与选择(针对液体流量测量) (1)当工艺专业提出液体体积流量Qva,我们用下式计算系数FV: 其中:ρs是所选择浮子材料的密度(g/cm3);1Cr18NigTi浮子ρs=7.8(g/cm3);PTFE浮子ρs=3.4(g/cm3);ρs是被测量介质的密度(g/cm3)。(2)根据以上计算得到的系数FV,我们可以得到对于液体用水标校时的流量QV(水):QV(水)=FV·Qva (3)根据生产厂家提供的流量表可选择出QV(水)所对应的金属管浮子流量计的口径、浮子号。 (4)按此浮子号的量程值除以系数FV得出介质的流量范围QN,刻度可在0.9QN至1.1QN选择。 (5)举例说明。原始技术数据见表1,计算结果及选择见表2。 3.现场显示及远传的选择   现场显示选用M7,指示实际状态下流体的瞬时流量值/小时。   远传型式可选用Es-电远传输出4～20mA,亦可选用EX-本安防爆远传输出4～20mA。 4.显示仪表选择   选择流量积算仪,它具有瞬时流量显示和比例累积流量积算功能。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.如何解决电磁流量计无输出信号或输出值有偏差第一如果管道内测量介质不满管电磁流量计就无法正常工作.因为在介质不满管的情况下电磁流量计会产“生最为常见的应用程序故障,产生这种现象可能是由于营道中介质流速非常低造成不满管流量计测量误差增大或者介质未能满过电极从而流量计根本无法进行工作.需通过工艺调整必须保证管道内测量介质充满才能使用电磁流量计进行测量.第二测量介质中含有大量空气和气体也会造成电磁流量计无法正常工作。这些气泡的存在造成流量计无法准确辨别干扰了其准确的测量。第三电磁流量计不能用于持续时间较短的配料操作,这是由于电磁流量计无法正常反复启动和停止,它的启动到正确读数之间存在一个时间滞后问题。第四电磁流量计本身不能计量质量流量.电磁流量计是一种速度式流量计测量的是体积流量若要测量质量流量必须配合高精度的密度测量装置来进行换算。电磁流量计等节点设备和站内PC机间的通信采用异步串行通讯控制规程,并采用地址位唤醒握手协议.因此在协议中规定了传地址和传数据两种不同的帧格式,如图4.4所示.地址帧和数据帧都有11位,其中第l位和最后l位相同,分别为起始位和停止位,紧接起始位的是8位数据位,第9位为标志位,用来区分所发送／接受的帧信息是地址帧还是数据帧.第9位为1时,表示PC机发送/接受的是“地址帧"：第9位为0时,表示主机发送/接受的是"数据帧".命令帧与校验和的发送格式与数据帧相同,因此可由数据帧演化得到.智能电磁流量计测量精度不受流体密度、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。测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。只有当满管时才能获得准确的测量，避免以下安装位置：1.管道高点安装（易聚集气泡）2.直接安装在一根向下的管线的敞开出口前。3.智能电磁流量计注意不要在泵的入口侧安装流量管,以避免抽压而造成的对流量管衬里的破坏.当使用往复、横膈膜或柱塞泵时需要在安装脉冲节气阀.4.当向下管道长度超过5m时，在传感器后安装一个虹吸管或一个放气阀。以避免低压而可能造成的对测量管衬里的破坏。保证满管，减少含气量。　　安装方位通常分为垂直安装和水平安装：　　安装方位：适宜的方位可帮助避免气体的累积和测量管内的残渣存积。　　垂直安装；这种方位对易自排空管道系统很理想，并可不加空管检测电极。　　水平安装：测量电极平面必须水平，这样可以防止由于夹带的气泡而产生的电极短时间绝缘。注意：空管检测功能仅当测量装置为水平安装及变送器外壳向上时能正确工作。如果振动非常剧烈，应将传感器和变送器分开安装。　　基座，支撑：如果公称直径为DN≥350，在能忍受足够负载的基座上安装变送器。注意不允许利用外框承住传感器的重量。这会使外框变形并破坏内部励磁线圈。如果可能，安装传感器避免例如阀门，三通，弯头等组件。　　保证以下所需的进口和出口直管段以确保测量精度：入口长度>10×DN出口长度>5×DN传感器及变送器接地传感器处于管道中心位置　　智能电磁流量计接地：传感器及介质必须有相同的电势用来保证测量精度及避免电极地腐蚀破坏。等电势通过在传感器内装地参考电极保证。如果介质在无衬里并接地地金属管中流动，它可通过连接到变送器外壳而满足接地要求。对于分离型地接地同上一样。对于"径向"型单声道超声波流量计，流量修正系数K定义为沿超声流量计信号传播声道上的线平均流速Lv与管道截面平均流速Sv的比值。由式(2-13)和式(2-14)可以得到层流状态下的流量修正系数K为由式(2-17)和式(2-18)可以得到湍流状态下的流量修正系数K为根据表1可以得到不同雷诺数下湍流流态的流量修正系数 K，而在实际工程应用中，当管道内流体雷诺数Re＜105时，湍流状态流量修正系数K为当管道内流体雷诺数Re＞105时，湍流状态流量修正系数K为　　上述对于流量修正系数的分析是基于流量计处于理想的安装条件下，即安装处管道内流体充分发展。实际流量修正系数不仅与雷诺数有关，还与管道的安装状况、流量计上下游管段长度等因素有关。通常情况下管道内实际流态分布与理想流态分布有偏差，对超声波流量计的测量精度产生影响，因此在管道布置和流量计安装时，一般要求上游直管段大于10倍管道内径，下游直管段要大于5倍管道内径。德国VSEAPE4-UV0S/X流量计公司电磁流量计的特点  电磁流量计的原理决定了其具备如下特点:1.传感器内既没有叶轮，也没有旋涡发生体和探头，因而也就从根本.上避免了回收水中的杂物、泥沙等对叶轮的缠、卡及对旋涡发生体和探头的包围等因素造成的计量不准或计量停止的现象。2.测量不受被测液体的密度、粘度、温度、压力和导电率变化的影响,.所以特别适用于尾矿回收水这种泥沙浓度随回收水t多少而变化的液体的测量。3.传感器电极结构多样化，可根据不同的应用条件选择叮拆卸式、固定式和刮刀式电极，特别是刮刀式电极，可在不停被测介质的情况下对电极进行清理，应用起来非常方便.4.安装方便，可水平、垂直或倾斜任意角度安装，对下游直管段要求较低，且衬里和电极有多种材料可供选择，所以有耐腐蚀和耐磨等特点。5.仪表采用了:态方波励磁技术，先进的小信号处理技术和软件技术，抗干扰性能强，精度稳定可靠。6.仪表不能测址气体、油品、有机溶剂等不导电介质。电磁流量计应用与效果我们在安装使用过程中,除了满足常规的要求外,着重强调了如下几点:1.选择的安装地点保证了电磁流量计在计量时传感器内时刻注满介质，且上游有5D,下游有2D以上的直管段,有足够的安装检修空间;2.安装流量计时做了面积约2m²的接地网,.接地网离地面要有足够的深度，并在掩埋接地网时撒了部分工业用NaCI以确保传感器接地电阻小于102;3.由于安装地点离电机和配电盘较近,为防止电磁干扰,我们把整个一体式流量计用铁箱全部罩住进行了屏蔽，并将屏蔽铁箱单独可靠接地(抄读数字时打开铁箱读数);4.在使用过程中,每半年清理一次传感器电极,以防止上面的污垢影响信号的输出。通常对电磁流量计传感器进行分析时将侧壁上的两个电极看做点电极，但实际上它也是有一定的尺寸，两个电极与被测液体接触时有一定的电阻，这就是信号源的内阻。信号源内阻和放大电路输入阻抗共同组成分压电路，为了减少传感器信号电压损失，需要放大电路的输入阻抗远远大于信号源内阻，这样才能最大限度减少测量误差。　　信号源内阻模型如图2.2。管道侧壁装有一对点电极，电极为圆柱形，电磁流量计直径为d,两电极间距为D，即管道内径，被测液体电导率为σ。假设管道足够长，电极与被测液体的阻抗用圆板电极与半无线宽流体接触的模型计算。电极与被测液体1/2dσ, 由于管道直径远大于电极直径，信号源内阻为两电极与被测液体的接触电阻之和即1/dσ。可见电极大小与被测液体电导率决定了信号源内阻。通常被测液体电导率从10S/m到10-6S/m，电极大小为cm级，这样信号源内阻从十几欧到几百兆欧。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。德国VSEAPE4-UV0S/X流量计公司