德国VSEEF0.04流量计定制同时我们还经营: 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。使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值(即下限值)。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,通用型电磁流量计的阈值在10-4~(5×10-6)S/cm之间,视型号而异。一般电导率阈值为5×10-6S/cm=5μS /cm。 工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在10-4~10-1S/cm之间,使用不存在问题, 低度蒸馏水为10-5S/cm 也不存在问题。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。表1列出若干液体的电导率。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低,认为不能使用,然而电磁流量计实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例,这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液,资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的,实际使用的水溶液可能用工业用水配比,电导率将比查得的要高,也有利于流量测量。 智能金属管浮子流量计的软件设计采用模块化编程结构,主要包括三个部分:输入模块、控制模块、输出模块。所有程序代码均采用C语言编写。 输入模块主要包括数据采集、滤波、温度补偿、非线性补偿和数值计算等,总体采用定时器中断方式,程序流程图如图2所示。输入模块中的非线性补偿程序采用分段线性拟合的方式来实现。通过采集9组或11组流量信号,作为拟合直线的端点,当前采样值按数据大小得到拟合曲线段的斜率和初始数据,代入拟合方程即可得到修正后的流量数据。 控制模块包括键盘处理程序和看门狗程序,键盘处理功能是通过中断方式设置标志位在置入参数子程序中实现的。金属管浮子流量计在通过总线组网,实现.上位机组态调试的同时,通过键盘,可以就地调试。 输出模块包括显示程序和通信中断服务程序。通信中断服务程序流程图如图3所示。孔板流量计是利用流体的动静压能转换原理进行流量测量的,这一-差压与流体流量存在如下关系: 式中:qm为质量流量,kg/h;qv为工况条件下的体积流量,m³/h;x为流量系数;e为流束膨胀系数;△e为差压,Pa;Q为工况条件下被测流体的密度,kg/m³;d为工况条件下的节流开孔直径,mm。由(1)式和(2)式可以看出,被测流体的流量是流体的密度和孔板前后差压的函数。当测得某一差压时,由于所测流体的密度不同,所代表的流量是不同的,只有当流体的密度值等于孔板流量计设计条件中的密度值时,差压才能真实反映所测的流量。蒸汽从发生到使用,由于热损耗,温度和压力的下降是不可避免的,导致其密度与设计值的差异,从而产生了误差,并且随着蒸汽参数的波动而波动,实际测量时只能通过温压补偿来修正,补偿公式的严谨性直接影响测量误差。对于超声波流量计,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Vs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超声波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。 由于金属管浮子流量计的测量管为机械结构.测最时对波动很敏感,经常会出现指针波动严重,甚至影响读数的情况。除了在测量管中加装气阻尼器之外,还可以在指针组件中增加电磁阻尼器,使指针摆动的频率、幅度大幅度降低,使指针指示稳定,刻度值读取变得容易,读取精度更高。 电磁阻尼器的工作原理。电磁阻尼器由磁钢、连接件、金属板等组装后为一体。指针的配重为导电金属铝合金,根据电磁感应定律,配重在磁场中运动,切割磁力线.必然产生感应电动势,从而在配重中产生涡电流;磁场对带电导体必然产生作用力,而此作用力恰好起到阻碍配重在磁场中运动的作用,配重运动的速度越大,产生的反作用也越大,其效果类似于阻尼器,从而使电磁阻尼器起到降低指针摆动频率、幅度的作用.达到稳定的效果。 与现有技术相比,通过增加电磁阻尼器装置,可有效改善金属管浮子流量计的使用效果,使指针的摆动频率和幅度大幅度降低,指针稳定指示,刻度值的读取变得容易,读取精度提高,既提高了效率也保证了精度。德国VSEEF0.04流量计定制1.仪表正确通电 电磁流量计无电源开关接入电源即进入工作状态.仪表在通电后首先进行自检显示器同时显示生产商的电话号码.自检通过后进入测量状态测量指示灯闪烁.2.显示切换 仪表工作在测量状态时按AT键可以切换流量的瞬时值显示和累积量显示或同时显示瞬时量和累积量.同时瞬时量指示灯和累积量指示灯相应点亮显示累积量时仪表上排数字显示高6位累积流量,下排数字显示低8位累积流量瞬时量和累积量同时显示时下排只显示累积流量的低8位.3.背光启闭 仪表在测量状态时按压INC键可以开启或关闭显示的背光.4.前24小时累积量显示 在测量状态下按压SET键约10秒至上排出现LOC字符输入0001~0024后按SET键可查阅当前累积流量或前23小时每小时的累积流量再按SET键返回测量状态.5.累积流量清零 仪表在测量状态时按 SET 键至显示LOC后输入9090按SET键返回测量状态再按INC键可以将累积流量清零.6.参数设置 在电磁流量计处于测量显示状态按SET建10秒显示器上排出现"LOC"字符下排出现"0000"数字.点按AT键1次个位数可修改每点按AT键一次可修改位从右向左移一位同时上排显示器最右端出现可修改的位数从右向左数密码数值输入完毕再按SET键两次进入相应参数组内的第一个参数.每按SET键两次既在确认本次参数值的同时又进入下一个参数依此类推到最后一个参数后转回测量状态界面.各组参数见"功能参数速查表".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。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。德国VSEEF0.04流量计定制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.1.被测介质电导率 电磁流量计测量的流体必须是导电的,一般只要电导率超过阈值,即使变化也不影响测量值,但低于阈值将会增大测量误差;通常要求液体电导率不小于5μS/cm,去离子水电导率不小于20μS/cm。2.被测介质温度 电磁流量计一般只能用于工艺介质温度不高于180℃的场合。选型时,要根据被测工艺介质的温度范围,选择测量管内衬材料及传感器线圈的漆包线的耐温等级。常用测量管衬里材料有聚四氟乙烯(PTFE),适用温度范围-40~+180℃;氯丁橡胶(Neoprene),适用温度<65℃;聚氨酯橡胶(Polyurethane),适用温度<65℃;3.当被测液体为酸、碱、盐等高腐蚀性介质时 因为电磁流量计仅测量管衬里和电极与被测介质接触,所以只要选好这两者的材质即可。耐酸、碱等强腐蚀性介质的衬里常选用聚四氟乙烯(PTFE),耐磨损类如矿浆、结晶类介质的衬里可选用聚氨酯橡胶(Polyurethane)。对于电极材质的选,择,一般可查有关防腐蚀手册[2],对于混酸等成份复杂的介质,应做挂片试验。4.当被测液体为脏污流(两相,浆液等)介质时(1)当介质含有固体颗粒时,水平安装易使下半部内衬及电极磨损严重,这时选用垂直安装较好;衬里要选用高耐磨性材料,如陶瓷或聚氨酯橡胶;电极则采取--些结构措施以防磨损漏液。(2)测量会在管壁附着和沉淀的物质的流体时,应注意电极的污染。可选用刮刀式、可更换式。管壁的附着则可用提高流速以起到自清洗作用,或采取比较方便易清洗管道的连接方法。(3)含有非磁性颗粒或纤维的固液两相流时,如浆液擦过电极表面会产生尖峰噪声,使信号不稳,可选用市电交流激磁或双频激磁仪表。5.工艺介质的流速 仪表口径是根据管道内平均流速而定的,通常选用与管道相同的口径或略小些。一般工业输水管道经济流速为1.5~3m/s,易粘附沉积结垢物质则提高到3~4m/'s或更高,矿浆等磨蚀性强的为2~3m/s。电磁流量计的液体流速范围可在1~10m/s之间选用。原理上,上限流速并没有限制,满度流量的流速下限一般为1m/s,有些产品为0.5m/s,低于此流速,从测量准确度出发应改用小管径,以异径管连接到管道。但加装异径管要注意压力损失的问题。图1为流量计口径、流速与流量关系的曲线图,计算仪表口径时可参照。6.大口径时电磁流量计的选择 电磁流量计按安装形式可分为管道式和探头式。一般优先选用管道式电磁流量计;当工艺管径较大且考虑设备费用时,或安装时不允许管道停流的情况下,可选用探头式电磁流量计(精度可达0.5级)。(1)探头式可装配球阀,可在管道不停流情况下拆、装,利于仪表的在线安装和维护。(2)探头插入深度只需很短,对管道阻力小。--般在直管段足够长时,采用平均流速点测量法,这种方法的测量精度基.本不受雷诺系数变化的影响,探头的插人深度仅为R=0.121D;当直管段较短时,一般采用中心流速点测量法,插入深度R=0.5D(其中D为管道直径)。7.工艺管道材质 若连接仪表的管道是(相对于被测介质)金属导电性的,不需要接电环,若是绝缘性的,则要用接地环,可用普通型,它的材质应与被测介质的腐蚀性相适应。若被测介质是磨损性的,则宜选用带颈接地环,以保护进、出口端的衬里,延长使用寿命。8.安装仪表的工艺管道段的敷设位置 电磁流量计的安装形式可分为三种:一体型、分离型和潜水分离型(IP68)。一般情况选用一体型,它将流量计的传感部分和转换部分(表头)装于一体,便于安装使用;当管道敷设的位置较高不便观察或安装在环境差的场合,可采用分离型,分离长度一般不超过30m;当传感器需要安装在井下、水下的被测现场管道上时,需要选用潜水分离型。
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