德国VSEVHM01-1流量计制造同时我们还经营:1、确认涡轮流量计可用的测量对象,如前所述。2、选择型式。按流体物性选择,气体和液体分别用气体型和液体型,不能通用。在工作状态下液体粘度超过5mPa.s应选用高粘度型(国内尚无定型产品)。酸性腐蚀性液体选用耐酸型(国内尚无定型产品)。 按环境条件选择,按环境温度和湿度等选择合适仪表,如周围有爆炸易燃性气氛应选防爆型传感器。 按管道连接方式选择,传感器有水平和垂直两种安装方式。水平安装时与管道连接方式有法兰连接、螺纹连接和夹装连接。中等口径选用法兰连接,小口径和高压管道选用螺纹连接,夹装连接只适用于低压中小管径。垂直安装只有螺纹连接。3、选择规格。按现场使用条件,如流量范围、管径、流体压力和温度、安装位置等和性能要求,如精确度、重复性、显示方式等参照制造厂选型样本或使用说明书选定具体规格型号,也有可能找不到合适的,只好另选其它流量计。 由于涡轮流量计类型规格繁多,特别是不同制造厂产品质量有差别,必须尽量搜集制造厂及有关标准等资料进行反复调查比较后再决定取舍。 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。1、涡街流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是涡街流量计工作的最基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz)和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力等仪表不能正常工作或不能准确测量。2、振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。3、介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。涡街流量计是一种比较新型的流量计,处于发展阶段,还不很成熟,如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。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。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。 气体涡轮流量计准确度等级为1.0级,在音速喷嘴法气体流量标准装置上检测时出现绝大多数不合格的问题,而之前并未:出现类似情况,该品牌流量计的合格率很高,通过对基表的检测与高频脉冲输出的检测,二者误差一致,且均为负误差,仪表显示与输出均正常。表1为误差最大的一台气体涡轮流量计高频脉冲输出误差和基表机械显示部分的误差值。 通过对标准装置的自检,并未发现异常,装置工作正常。为了保证检测的可靠性,将该批仪表在.2000L钟罩式气体流量标准装置上进行了复检。音速喷嘴法气体流量标准装置与2000L钟罩式气体流量标准装置的系统误差在0.3%以内。通过复检发现气体涡轮流量计的示值误差在不断变化,重复性较差,随着检测时间的延长,示值误差不断减小,向正方向发展,考虑到音速喷嘴实验室的环境温度为10.5℃,钟罩实验室温度为20.1℃,因此进行恒温.后再进行试验。恒温后再次对气体涡轮流量计进行检测,表2为该台气体涡轮流量计的高频输出误差。 通过表2可以发现在恒温后的检测结果误差发生了较大的变化,重复性也较好,考虑到两套装置的系统误差不超过0.3%,但实际检测结果最大误差偏移达到了2.30%,如此之大的偏移量并不是标准装置所引起的。将该台气体涡轮流量计马上拿到音速喷嘴气体流量标准装置上进行复测,所用喷嘴未改变,检测结果见表3。 从表3可以发现在没有对仪表经过任何改动的情况下,在同样的装置下,仪表的示值误差合格,且和之前在装置上检测的误差发生了较大的偏移。通过分析实验中各个影响因素,发现变化较大的只有温度,为了确认影响因素为温度,将该流量计在音速喷嘴实验室10.5℃的环境温度下恒温,恒温后再进行实验,检测结果见表4。 通过恒温后的气体涡轮流量计的示值误差与最开始检测的误差相接近,说明温度变化对仪表的误差产生了较大的影响。通过对送检用户的询问,由于用户是外地送检,出发较早,且送检车辆空间有限,所以在送检前一天晚上就将部分仪表的外包装拆掉,并将表装车,放置在室外,第二天早起送检,虽然在检测之前进行了短时间恒温,但表体温度仍然较低。电磁流量计中通常采用两类基本的励磁波形,一种是方波,另一种是正弦波。在正弦波励磁模式下,可以有效的降低流体介质对电极的极化作用,能直接波。在正弦波励磁模式下,可以有效的降低流体介质对电极的极化作用,能直接测量管道产生巨大的涡流损耗和磁滞损耗,同时也给测量带来由电磁感应引起的同相和正交干扰。在方波励磁模式下,由于电极会出现极化现象,导致采集的感应电压信号不够准确。方波励磁模式中,在测量非导电液体时,相对较高的励磁频率,比如10Hz到200Hz,可以用来获得好的动态特性或者获得合理的信噪比,但是这种励磁方式有一个严重的问题,其变压器效应会引起流量计的零点漂移并影响测量精度。 为了避免以上极化现象和变压器效应,减少干扰,本文研究中采用了一种三值方波励磁方式,如图4-5所示,线圈的励磁信号有正、零和负三种值。 本文采用固态继电器和直流电源的方式产生三值方波励磁电压,其结构如图4-6所示。 在该电磁流量计励磁方案中,使用LabJackU12控制输出三值方波的模拟量电压信号,通过4个固态继电器组成的开关系统,直接作用到励磁线圈上。 气体涡轮流量计是速度式流量计量仪表的一种,其传统结构(图1)主要由壳体、叶轮支架、轴承支架、叶轮轴、轴承叶轮、导流整流器、计数装置组成。当被检测气体经过气体涡轮流量计时,气体在导流整流器中被整流和加速,然后推动叶轮进行旋转,叶轮转动的速度和进过流量计的流体流速成正比,通过一系列的减速,最后由计数装置对叶轮转动的圈数进行累加,达到流量计计量的目的。 但是通过多年的实践发现,仪表的精度除了受零部件加工精度的影响以外,和轴承选用也有很大的关系,仪表要想保持长时间的稳定运行,轴承必须有足够的使用寿命,但是,对于进行维修和维护的仪表进行故障统计分析,大多是由于轴承的失效造成了仪表的损坏,对其进行受力分析(图2)表明,传统型的流量计结构在轴承的设计方面是一个薄弱环节。 叶轮受到气流的冲击,气流对叶轮除了产生驱动叶轮旋转的推力外,还会产生一个垂直于叶轮的推力F推力,为了维持平衡,固定轴承会受到一个由轴承支架提供的反作用力F反推力。固定轴承为了支撑叶轮及轴系本身的重力会受到-个压力N反推力,浮动轴承由于阻止叶轮以固定轴承为支点进行旋转会得到一个压力T",因此,固定轴承处在一个最恶劣的工作环境之下,经过长时间的运转,在缺少润滑的情况下,固定轴承的使用寿命大打折扣。特别是在高速运转情况下,垂直于叶轮的推力F推力也会随着转速的提高而提高,固定轴承的使用状况随之更加恶化。事实也正是如此,在维修的气体涡轮流量计中,离叶轮较近的固定轴承损坏几乎占到了100%,轴承最后只剩下了内圈外圈,叶轮也因此波及,仪表不得不进行关键部件的更换,及时发现故障并进行排除还好,如果没有及时发现,造成经济上的损失我们将无法弥补。为了改善固定轴承的使用环境,轴承所承受的支撑力我们无法改变,但是,我们可以想办法改善固定轴承所受到的反作用力F反推力,因此,引入了气体推力轴承的设计。金属管浮子流量计与恒流阀组成的吹扫设备原理,如图1所示,以恒定人口压力为例: 弹性膜片受到向上的作用力为: P2A+P1a(1) 弹性膜片受到向下的作用力为: P3A+P2a+F(2) 在压力平衡状态时,即式(1)=式(2)时: P2A+P1a=P3A+P2a+F(3) 作为压力调节器膜片的压差P2-P3,我们可以得到: P2-P3=F/A-(a/A)(P1-P2)(4) 由于a<A,所以(a/A)(P1-P2)可以忽略不计,由于F和A都时恒定值,所以: C(恒定值)=P2-P3 当金属管浮子流量计测量介质是不可压缩的液体时,RE压力调节器可以适用于出口压力变化。对于式(4),由于P是恒 定的,P3是变化的,因此,P3变为:P3+△P,P2变为: P2+△P,所以: C(恒定值)=P2-P3热式气体质量流量计传感器探头是流量计的测量单元,可以把需要采集的信息准确无误的转换成信号量传输给系统,是信号量采集的通道,是实现流量计实时计量的必要前提。如下图所示,这是我们实验所使用的流量传感器探头。由于是插入式热式气体质量流量计,所以在使用时,必须要调节探头的长度,使流量探头(即 Pt20)处于管道的正中心位置,减小偏心安装产生的一切误差,以便获得精准的管道流量信号。同时,由于流量探头和气体直接接触,所以灵敏度得到很大的保证,灵敏度基本上处于最灵敏状态;但是从气体组分,气体粘度,粉尘颗粒,气压与结构强度等角度考虑,后期必须将流量探头进行封装,保证热式气体质量流量计传感器的受冲击能力,增加传感器探头的抗污染能力,延长传感器的使用周期。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.德国VSEVHM01-1流量计制造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。金属管浮子流量计是由浮子、锥管、检测器等部件组成。浮子组件装有磁钢,其作用把是浮子的位移信号以磁信号的形式传输给检测器。检测器把这一检测到的信号再以电信号的形式远距离传输,并现场指示瞬时流量值。浮子流量计具有小流量值、范围度大、不用现场调试的特点。其结构简单、运动部件磨损小、使用寿命长、压力损失小、安装方便、维修量小、使用周期长、可远距离传输流量信号,与计算机连用可实现集中管理。 但也存在不足,如对于高黏度、大流量、以及两相以上流体不能测量。 金属管浮子流量计实现流量测量的理论基础是“定压将,变面积“原理。在流动的流体中放置一个轴线与流向平行的浮子,见图1. 金属管浮子流量计本体可以用两端法兰、螺纹或软管与测量管道连接。当流体自下而上流入锥管时,被浮子截流,这样在浮子上、下游之间产生压力差,浮子在压力差的作用下.上升,这时作用在浮子上的力有三个:流体对浮子的动压力、浮子在流体中的浮力和浮子自身的重力。只有当流体对浮子的动压力与浮子在流体中所受的浮力之和等于浮子的重力时,浮子就平稳地浮在某一位置上。 大量实验证明,在一定雷诺数的范围内,对于同一口径金属管浮子流量计,流体流速的大小与浮子的形状有关。对于给定的浮子流量计,浮子大小和形状已经确定,因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时,浮子将作向上或向下的移动,相应位置的流动截面积也发生变化,流动截面积与浮子的.上升高度成比例,即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移动时,以磁耦合的形式将位置传递到外部指示器,直到流速变成平衡时对应的速度,浮子就在新的位置上稳定。对于-台给定的浮子流量计,浮子在测量管中的位置与流体流经测量管的流量的大小成一--对应关系。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。为保证超声波流量计流量测量精度,选择测量点时要求选择流体流场均匀的部分,一般应遵循下列原则:1、被测管道内流体必须是满管。2、选择被测管道的材质应均匀质密,易于超声波传播,如垂直管段(流体由下向上)或水平管段(整个管路中最低处为好)。3、安装距离应选择上游大于10倍直管径,下游大于5倍直管径(注:不同仪器要求的距离会有所不同,具体距离以使用的仪器说明书为准)以内无任何阀门、弯头、变径等均匀的直管段,测量点应充分远离阀门、泵、高压电、变频器等干扰源。4、充分考虑管内结垢状况,尽量选择无结垢的管段进行测量。外夹式流量计传感器安装要点 时差式超声波传感器安装方式有三种,分别是V法、Z法和W法,如图3所示。 测量时采用何种安装方式,仪器说明书均有规定,但在边界范围一般比较模糊。如TFX1020P时差式超声波流量计:V型安装法适用测量管径25~400 ㎜,Z型安装法适用测量管径100~2540㎜,W型安装法适用测量管径65㎜以下小管。V型与Z型、V型与W型在适用测量管径均有部分重叠,如遇此情况 则按下列原则选择最佳安装方式:V型安装一般情况下是标准安装方式,使用方便,测量准确。当被测管道很粗或由于被测流体浊度高、管道内壁有衬里或结垢太 厚,造成V型安装信号弱,仪表不能正常工作时,选用Z型安装。原因是使用Z型安装时,超声波在管道中直接传输,没有折射,信号衰耗小。W型安装适于小管, 通过延长超声波传输距离的办法来提高小管测量精度,如图3(c),使用W型安装时,超声波束在管内折射三次,穿过流体四次。 流量传感器安装方式有两种,分别是对称安装和同侧安装。对称安装适用于中小管径(通常小于600㎜)管道和含悬浮颗粒或气泡较少的液体;同侧安装适用于各种管径的管道和含悬浮颗粒或气泡较多的液体。外夹式超声波流量计传感器安装要求1、剥净测量点处附近保温层和保护层,使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。要求:漆锈层磨净,凸出物修平,避免局部凹 陷,光泽均匀,手感光滑圆润。需要特别注意,打磨点要求与原管道有同样的弧度,切忌将安装点打磨成平面,用酒精或汽油等将此范围擦净,以利于传感器粘接。2、在水平管段上,两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上,并且在轴线水平位置±45°的范围内安装,以防止管内上部流体不满、有气泡或下部有沉淀等现象影响正常测量,如图5所示。3、传感器安装处和管壁反射处必须避开接口和焊缝,如图6所示。4、传感器工作面与管壁之间保持有足够的耦合剂,不能有空气和固体颗粒,以保证耦合良好。1.只要满足流量计的使用条件(包括.流体的流动特性.介质特性.操作过程及流量范围)与检定时相一致,便会得到与流量计检定精度等量的使用精度。这就要求流量计的使用与检定的流体的流动特性(流量计进口的速度分布)相同;流体的物理性质(密度等)也相同;检定过程相同,并且在流量计的检定流量范围内使用仪表常数,那么在对介质密度压力修正后。其使用精度便等同于其检定精度。2.若流量计的使用与检定条件满足上述相同性原则,并且流量计在检定流量范围内定点使用时(使用其检定流量下的仪表系数的平均值).则流量计的使用精度将会大大优于其检定精度。3.若流量计在检定该范围内实际使用时,可用特性方程。即依据检定中得到的各个流量下的平均仪表系数与流量Q的对应关系,借助最小二乘法原理,直线拟合得到K1=aq+b,用拟合后的K1代替仪表常数k,也可提高流量计的使用精度。1、涡街流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是涡街流量计工作的最基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz)和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力等仪表不能正常工作或不能准确测量。2、振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。3、介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。涡街流量计是一种比较新型的流量计,处于发展阶段,还不很成熟,如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。德国VSEVHM01-1流量计制造1.合理安装 换能器是组成超声波流量计的主要结构,如果换能器安装不合理,必然会影响超声波流量计的应用效果。因此,在具体安装中,必须充分结合实际情况,综合考虑换能器的安装位置及打开方式,尤其是在选择位置上,既要保证换能器可以和上、下直管紧密连接,也要尽量避开变频调速器、电焊机等干扰较大的位置。安装方式有三种,一种是对贴安装,一种是V形安装,另一种是Z形安装。如果选择了多普勒式超声波流量计,则在安装中尽量选择对贴式安装方法。如果选择了时差式超声波流量计,既可以选择V形安装方式,也可以选择Z形安装方式。多数情况下,如果管径小于200mm,宜采用V形安装方式。如果管道直径大于200mm,则要选择Z形安装方式。针对既能采用Z形安装方式,也可以采用其他安装方式的,要尽量选择Z形方式,因为,Z形方式安装的换能器超声波信号最强,运行过程也比较稳定。2.及时校核 虽然超声波流量计具有很强的抗干扰性和抗污染性,但如果长时间使用,也会影响运行的精度,为解决这一问题,可在超声波流量计中配置一台同类型的便携式超声波流量计,对现场仪表进行定期校核。坚持一装一校核的原则,保证超声波流量计选型合理、安装调试达标,以便对每台安装之后的超声波流量计进行合理校核。此外,还要在线对超声波流量计发生的突变情况进行校核,通过便携式超声波流量计开展及时校核,以找到发生突变的根源,以便开展有针对性的检修和处理。3.定期开展维护 和传统流量计相比,超声波流量计的维护量比较小,尤其是对外贴式安装换能器而言,要保证安装之后没有水压损失,也不存在潜在漏水,定期检查超声波流量计中的换能器是否存在松动情况,和管道之间的连接情况是否良好,发现问题及时处理,保证超声波流量计能够持续稳定运行。
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