德国VSERS400流量计办事处同时我们还经营：流量计准确度影响的实验分析 1实验要求   实验用钟罩式气体流量计标定装置标定DN50G65气体涡轮流量计,其准确度等级为1.5级;最小流量为Qmls:10m'/h,最大流量为Qmax:100m³/h;流量计量程比为1;10;上游直管段要求:5D=50X5=250mm=25cm,'下游直管段要求:3D=50X3=150mm=15cm. 2实验思路   实验以在流量计前端安装一对大小头作为扰流件,在扰流件和流量计之间安装不同长度的直管段。经过一定时间段的运行,确认标准裝置与流量计的流量偏差以及疣量计的重复性,以此分析扰流件对流量计准确度的影响。 3实脸分析 3.1在流量计.上游安装40cm直管段,下游安装19cm直管段实验   流量计上游直管段长度大于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装图如图1所示，示意图如图2所示。 实验数据如表3所示。   从表3可以看出,扰流件安装在距流量计上游端较远时,其运行数据的流量偏差与重复性符合流量计的国家标准。 3.2在流量计上游安装29.1cm直管段,下游安装19cm直管段实验   流量计上游直管段长度较大于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装示意图如图3所示.   实验数据如表4所示。从表4可以看出,扰流件安装在距流t计上游端接近5D处时,其运行数据的流量偏差(qmin≤q≤qt部分)>3%,不满足国家标准的要求,但其重复性符合流量计的国家标准。 3.3在流量计上游安装19cm直管段,下游安装40cm直管段实验   流量计上游直管段长度小于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装示意图如图4所示   从表5可以看出,找流件安装在流量计上游端小于5D处时,其运行数据的流量偏差(qai≤q≤qt部分)>3%,不满足国家标准的要求,但其重复性符合流量计的国家标准。流量计检定时对检定用流体的要求1.检定用流体应为单相气体或液体,充满试验管道,其流动应无漩涡。2.检定用流体应是清洁的,无可见颗粒、纤维等物质当检定用流体为液体时的要求：(1)其介质在管道内和流量计内任一点上的压力应高于其饱和蒸气压。对于容易气化的介质,在流量计下游应有一定的背压。推荐背压为最高检定温度下检定用液体饱和蒸气压力的1.25倍(2)液体中不能夹杂气体,在每次检定过程中,液体温度变化应不超过±0.5℃。(3)液体的黏度应尽量与流量计实际测量液体的黏度相一致。如有差异,对流量计的影响一般应不超过流量计最大允许误差的1/3(4)当检定液体的黏度不能满足被检流量计的要求时,可按其黏度修正公式进行黏度修正(5)由于电磁流量计只能测量导电液体。其检定用液体的电导率应在5mS/m(50uS/cm)至500mS/m(5000uS/cm))的范围内,或根据流量计制造厂给出的技术指标确定。当检定用流体为气体时的要求：(1)其介质与实际使用介质的密度、黏度等物理参数相接近(2)气体中应无游离水或油等杂质存在,粉尘等固体物的粒径应小于5um。(3)每一次检定过程中,介质的温度变化应不超过±0.5℃～±1℃。其压力波动应不超过±0.5％。当检定用气体为天然气时的要求：(1)天然气气质应符合GB17820-2012Z类气的要求。天然气的相对密度为0.55~0.80。(2)在检定过程中,气体的组分应相对稳定.天然气取样按GB/T13609-2012执行,天然气组分分析按GB/T13610-2003执行。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。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)电磁流量计传感器内流体的流动方向必须与传感器上流动方向一致;2)必须保证电磁流量计传感器测量管内在所有时间始终充满被测流体，电磁流量计传感器不能在不满管和有可能出现空管情况下工作;3)电磁流量计传感器应选取管内流体脉动较小的位置作为测量点。一般情况下，离泵、阀门等较远的地方，仪表指示比较平稳，波动较少;4)测量双相流体时，应选择不易引起相分离的地方;5)对于聚四氟乙烯衬里的传感器，应避免安装在负压管道和有可能产生瞬间负压的地方;6)要避免容易产生液体电导率不均匀的场所，如添加液的电导率与基液不同，加液点最好设在传感器下游。　　根据经典理论，电磁流量计传感器测量管内流速分布为轴对称时，电磁流量计的测量准确度不受流速分布的影响。电磁流量计是一种测量导电介质体积流量的感应仪表，在进行现场监测显示的同时，可输出标准的电流信号，供记录、调节、控制使用，实现检测自动控制，并可实现信号的远距离传送。电磁流量计具有精度高、灵敏度高、稳定性好等优点，在供水企业中有着广泛的应用前景，特别是在大口径、安装环境好的工厂、居民区等场所，虽然智能电磁流量计的使用已经非常成熟。但是，仍有一些问题需要注意。一、信号传输问题：　　　　一体式智能电磁流量计在区域管网中运行时，可以为城市供水调度提供一定的决策信息。因此，用户对电磁流量信号的实时性和连续性提出了更高的要求。如果智能电磁流量计能完成仪器本身信号的自动转换和无线传输，减少数据采集的兼容或相互转换等困扰，那将为企业的使用提供便利，也将为仪表的推广应用增加更大的优势。二、电源问题：　　　目前电磁流量计不自带电源，造成了室外安装不方便，一旦断电，将造成用作结算水表的流量计数据缺失，这样对其断电时段缺失水量的计量与推算也就提出了新的问题。若电磁流量计能自带电源，就能从根本上解决这一问题，也将促进其在结算水表中的推广应用。三、防雷问题：　　　一体式智能电磁流量计在雷雨天气覆盖较广的地区防雷是个重要的工作。在严格做好接地、电源保护后，在空旷地区安装的电磁流量计被雷击的概率还是很高。所以简单有效的办法是提高流量计自身的防雷性能，如不能根本性解决，则应对其内部电路进行分离保护，这样即使雷击损坏，也能降低更换成本。1.涡轮流量计的始动流量值qvmin很大程度上取决于轴和叶轮前后轴承间的机械摩擦阻力矩7b,而它是由轴承与轴的微小间隙内流体与固体壁面的粘性摩擦引起的,且内部流体可认为始终处于层流状态。Tb越小,qvmin也越小,因此为了使涡轮流量传感器在小流量测量范围内能够体现良好测量性能,最重要的是要减少轴和轴承之间的机械摩擦。2.流体介质密度ρ与qvmin值成反比,ρ越大,则qvmin越小。液体密度受温度影响不大,相比之下温度的变化会较大程度改变气体密度,所以测量气体时要留意温度因素,以防引起传感器特性曲线的变化。3.同样条件下,叶片安装角β越大,则qvmin越小。　　当被测流体流量大于qvmin后,流量继续增加会使叶轮旋转角速度加快,此时流体因素阻力矩与机械摩擦阻力矩相比占据主要地位,故可认为Tb=0。由于流体流动状态不尽相同,而涡轮流量计传感器实际的特性曲线受流体流动状态影响.德国VSERS400流量计办事处1.总体设计　　气体涡轮流量计系统软件包括初始化程序、主程序、中断控制程序、流量、温度、压力检测程序以及键盘显示程序等。初始化程序主要完成单片机初始化和设置计数方式等。主程序主要通过查询标志位SET_RUN和OPERATE来判断程序是运行状态还是设置状态，然后调用相应的处理子程序。首先开全局中断，允许单片机响应所有中断源产生的中断请求;当单片机查询到标志位SET_RUN被置位时，就进入设置状态，对仪表系数进行设定;进入运行状态后还要查询标志位OPERATE是否被置位，被置位后就进行温度与压力的.A/D转换、流量的计算和数据的储存。中断程序用于查询定时时间，进入中断服务子程序完成流量采集、工作状况“下温度和压力采集，瞬时流量和累积流量的计算。系统主流程图如图3所示。2.流量温度压力信号采集  流量信号的采集主要通过计数器MR0中断服务程序完成，采用定时器模式，定时时间设为1so定时时间到，比较寄存器里面的内容，大于1s则对计数器IMR1读数，以获得流量信号的频率，并清零;小于1s,则加1后结束。  温度和压力信号的采集是通过PICI6F877单片机内部的ADC模块将其转换成数字量，采样完成后计算出温度和压力值，并将这两个数值在液晶屏上显示出来。3.键盘显示  设置3个键盘，利用电平变化中断功能来实现，采用延时去抖法，按键有效就进入按键处理程序。F表示功能键，用KI来表示，每按一-次表示在流量显示和温度、压力显示间切换，-表示移位键，用K2表示，↑为增加键，用K3表示。如果F+→(即Kl+K2)被按下，则设置标志位置1,主程序查询到其置1后，就进入设置状态。在该状态下，→(K2)键定义为移位键，以闪烁表示光标所在位，每.按一次，闪烁移到下一位，到最后一位回闪第一一位。↑(K3)定义为增加键，对光标所在位的数值进行修改，每按--次，循环增加一个定义单位，定义单位视参数类型而定。当程序查询到↑+→(K2+K3)被按下时，就把累积流量清零，并把标志位置1,当查询到F(K1)键被按下时，每按-一次，在流量显示和温度、压力显示之间切换。气体涡轮流量计采用段式液晶显示器LCM103来显示瞬时和累计流量，同时实时显示温度和压力"。f  管道式大口径流量计的在线校准方法，一般为标准表比对法、利用蓄水池作为测量容器的液位落差法和检测电气参数法，比如CJ/T364-2011《管道式电磁流量计在线校准要求》中，规定了标准表比对法和电气参数检测法。在不得已情况下采用验证方法，如经常采用的物料平衡法、热量平衡法、设备能力法、流量增量验证法等。近年来发展起来的非实流法校准液体超声流量计的现场校准方法，主要是通过测量声速来实现液体超声流量计现场校准，适用特大口径的流量计,如国家颁布实施的JJF1358--2012《非实流法校准DN1000~DN15000液体超声流量计校准规范》。  本文在线校准试验采用1.0级夹装式时差法.超声流量计作为标准表，被测流量计是管道大口径电磁流量计，校准测量时间为20~30min。在线校准方法参照JJG1033--2007《电磁流量计检定规程》和CJ/T364-2011《管道式电磁流量计在线校准要求》。2012年、2013年的部分试验结果如表2所示，其余约60台电磁流量计的试验结果以计量误差分布图给出，如图1所示。  从表2和图1中可以看出，其计量误差大部分在±5%左右，但有的误差甚至超过±10%，最大的计量误差接近±20%。究其原因，除流量计选型有误(实际管道流速在电磁流量计规定流速的下限附近或以下)，安装不规范.(如阀门件扰流等)，直管段不足和存在非满管流等缺陷需要进行改造外，还有现场在线校准.时诸多因素的影响。1、孔板流量计计量天然气的优势分析1)孔板流量计的结构组成比较简单，性能稳定可靠，节流装置运行稳定安全，整体使用寿命较长，且成本较为低廉，综合效益优势突出，校验检测质量合格。2)孔板流量计能够使区域性液体流动速度增加，降低静压力标准，产生压差，通过对压差进行测量的方式来评估待测定区域内流体流量的大小，故而测量精度较高，误差小。3)孔板流量计生产制造过程当中的相关检测件以及差压显示仪表能够由不同的生产厂家进行生产制造与供货，具有专业化、规模化生产的价值与潜力。4)由于孔板流量计在作用于天然气计量的过程当中,标准节流件为全世界通用，且有大量的国家、国际、行业标准作为支持，实际应用中不需要进行实流校准，操作步骤简单，质量控制可靠,且数据精度有所保障。2、孔板流量计计量天然气的误差消除1)要求从设计安装的角度入手,重视对孔板流量计作业质量的严格控制。当前我国存在大量标准的孔板流量计安装操作规范，当中对孔板流量计在安装过程当中的各项技术指标进行了详细、精确的规定。同时,安装期间还要求根据孔板前阻力件的结构形式，对应配置长度符合要求的直管段,工程实践中同时要求，直管段长度应当挖制在≥30d单位以上。若受客观环境条件影响，无法满足这一一要求，则需要在直管段上通过增设整流器装置的方式缩短安装长度。安装期间，还要求对孔板流量计入口端相对于管道线的方位进行控制，垂直角度90.0°进行控制，偏差应当严格控制在±1.0°范围之内。2)要求从应用维护的角度入手,重视对脉动流的消除与控制。为了最大限度的消除孔板流量计作业期间的脉动流，需要将天然气当中的水分最大限度的从管线中脱出出来，具体的技 术措施为:管道低处安装分液器,消除管线内部所累积的积液。与此同时，还需要在确保孔板流量计自身计量性能的基础之上，合理控制测量管道内部内径参数,同时合理提高管道差压取值标准。除此以外,还可以在测量点以前的入口端增设调压阀部件,使孔板流量计计量期间的输出压力能够取值比较稳定。相同类型的方法还有:将缓冲罐加装在测量管道以前位置,使气体能量能够得到及时的储存与释放,达到对抗差压波动的目的，避免天然气计量作业期间，脉动现象对计量精度所产生的不良影响。1、根据工艺设计资料和实际情况确认使用流量范围，在计算基础上确定流量计的口径。若涡街流量计选型过大，管道内介质的流速低于流量计工作的下限值,就会产生小流量时输出信号不稳定,大流量时输出信号稳定。2、流量计附近有大功率的电机或强电场时,容易引起干扰信号,有可能管道内无介质流通,但仅表有流量显示。动力线同流量计信号输出线并排走向靠近时,有可能使流量计输出信号偏小。管道内有正常流量,但传感器输出频率偏小很多。33流量计应单独接地,若接地不良,或管道振动.大,而引入干扰信号就会产生管道内无流量,但传感器有输出信号。3、流量计应单独接地,若接地不良,或管道振动.大,而引入干扰信号就会产生管道内无流量,但传感器有输出信号。4、流量计调节阀门应装在流量计下游，若阀门装在流量计上游,在小流量时产生射流,会引起流量值的偏差和稳定性。5、介质温度小于150℃时选一体型,高于150℃时或环境温度、温度都比较高时,应选用分体型。6、涡街流量计投用前,对管道应进行清洗,以冲掉管道内的铁锈、焊渣等杂物,防止击坏仪表。德国VSERS400流量计办事处电磁流量计未输出流量信号故障问题，通常是因电缆或电源故障、管道内部没有充满流体介质、液体相反流动方向等因素所致。对于以上可能会引发故障问题因素，需对仪表的电源供电与电缆连接情况做好细致检查，并对管道内部测量流体的介质流动方向正确与否、管道是否充满等实施细致检查。电磁流量计具体运行期间，需确保仪表内部所测定流体流动为正确方向，要和壳体上方箭头方向相一致。流体介质并没有充满管道大部分是因传感装置安装位置或者测量管网位置并未与设计安装实施标准相吻合。如图1所示,c、d位置处为传感装置最佳安置位置；细致检查传感装置器件完整性、测量管道内壁期间，需注重对传感装置重点零部件、各个接线端完好性的检查。仪表若未输出流量信号，也会因转换装置故障问题所致，可及时将线路板替换好，做好转换装置故障排查工作。较低流量与仪器参数设定期间，小信号较高切除设定，流量一边会有不显示现象产生。对此，务必注重对此方面故障问题的检查分析及有效排除，及时做好相关零部件更换处理，保证整个仪器可维持良好运行状态。

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