德国VSEVHM02-1流量计原厂同时我们还经营：插入式热式气体质量流量计的信号发生模块包括两个传感器探头、温度补偿电桥和电压调整电路三部分/如图所示,本课题所设计的是插入式恒温差质量流量计,采用热消散效应，所以我们选择铂热敏电阻Pt20和Pt1000分别作为流量计的流量探头和温度探头，铂热敏电阻的阻值对温度反应灵敏.与所处环境温度基本呈线性关系,确保了我们对流量计精度的要求;同时，铂热敏电阻的温度系数大,在测量范围内,物理化学性能稳定,可以反复加热冷却,使用寿命长,完全可以用来做传感器材料,保证流量计的稳定性要求;而且热敏电阻的体积可以做到很小,减小插入式热式气体质量流量计对流体流动状态的影响,保证流量测量值的真实有效。1.计量原理　　流体通过涡轮流量计时，流速被转换为涡轮的转速，转速再被转换成与流量成正比的电信号，最后在计数器上进行显示和累计。目前，绝大多数涡轮流量计都为一体化智能流量计，除上述机械计量部分外，还包括1台体积计算仪，依据实测工况流量、取压口实测压力、测温口实测温度及内部设定的一些固定参数进行计算，将工况体积转换为可贸易交接的天然气体积，其原理如图1所示。2换算原理2.1工作条件下的体积流量计算实用公式工作条件下的体积流量计算实用公式如式(1)所示：式(1)中，qf为工作条件下的体积流量，m3/s；f为输出工作频率，Hz，由频率计采集；k为系数，m-³，可按流量计铭牌给定值。2.2标准参比条件下的体积流量换算实用公式标准参比条件下的体积流量换算实用公式如式(2)所示：式(2)中，qn为标准参比条件下的体积流量，m3/s；pf为工作条件下的绝对静压力，MPa；pn为标准参比条件下的绝对静压力，MPa；Tn为标准参比条件下的热力学温度，K；Tf为工作条件下的气体绝对温度，K；Zn为标准参比条件下的气体压缩因子；Zf为工作条件下的气体压缩因子。　　工作条件下的压力和温度的准确度取决于测量仪表。标准参比条件下的绝对静压力为101.325kPa，热力学温度为293.15K。输出工作频率由频率计采集得到。在不考虑涡轮流量计测量误差的基础上，研究范围可进一步缩小，可主要从天然气组分对计量的影响和脉动流对计量的影响两方面进行研究。电磁流量计有着广泛应用，但是电磁流量计在使用过程中有很多因素会影响电磁流量计的测量结果不准确。结合实践经验，本文将导致电磁流量计产生故障的原因概括为：管内液体未充满、液体中含有固相、因材质与被测介质不匹配而引发的故障、因人为因素造成的故障等。1.管内液体未充满　　管内液体未充满是导致电磁流量计产生误差的重要原因。导致管内液体未充满的原因有多种，比较常见的是背压不足或流量传感器安装位置不良，同时，管内液体未充满程度不同，其故障表现也有所不同，具体言之，若只有少量气体在水管管道中呈分层流或波状流，则故障现象表现为误差增加，即流量测量值与实际值不符；若流动状态呈现为气泡流或塞状流，除测量值与实际值不符外，还会因气相瞬间遮盖电表面而出现输出晃动等。因此，多种误差表现均指向管内液体未充满，在实践过程中，要正确辨别不同现象，理清其产生的实质原因。2.液体中含有固相　　液体中含有固相，即：液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体，液体中一旦含有固相便会导致多种故障产生：浆液噪声；电极表面玷污；导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里；衬里被磨损或被沉积物覆盖，流通截面积缩小等。3.因材质与被测介质不匹配而引发的故障　　因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电与接地环，匹配失当除耐腐蚀问题外，主要是电表面效应。卡装式涡轮流量计高精确度，一般可达±1%R、±0.5%R，高精度型可达±0.2%R重复性好，短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性，如经常校准或在线校准可得到极高的精确度，在贸易结算中是优先选用的流量计输出脉冲频率信号，适于总量计量及与计算机连接，无零点漂移，抗干扰能力强可获得很高的频率信号（3-4kHz），信号分辨力强范围度宽，中大口径可达1:20，小口径为1:10结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表涡轮流量计传感器类型多，可根据用户特殊需要设计为各类型传感器，例如低温型、双向型、井下型、混砂型等可制成插入型，适用于大口径测量，压力损失小，价格低，可不断流取出，安装维护方便孔板流量计的主要部件高级孔板阀(采用高级型阀式孔板节流装置),主要用于差压式流量计的信号的产生和传输,可实现在线更换孔板,不影响输送介质,无附加管路;装置内有孔板安装定位机构,标定准确度等级为0.5级;该装置设有上、下两个密封腔,以及滑阀部件,无旁设附加管线,装置上、下腔间的密封件采用全硬密封结构，阀板和阀座采用22Cr堆焊硬质合金,设有注入密封脂辅助结构,可以防止阀座、阀板密封面上污物的沉淀;采用法兰取压标准孔板作为流量检测元件。　　孔板流量测量系统一般由节流装置(标准孔板)、差压变送器及数据处理器(开方积算器或计算机)组成。孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置,它可测量气体、蒸汽、液体及引的流量,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热供水等领域的过程控制和测量。节流装置又称为差压式流量计,是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成广泛应用于气体.蒸汽和液体的流量测量.具有结构简单,维修方便,性能稳定。1.为了保证电磁流量计测量管内充满被测介质,变送器最好垂直安装,流向自下而上.尤其是对于液固两相流,必须垂直安装。若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面。变送器两端应装阀门和旁路。2.电磁流量计信号比较弱,满量程时只有2.5～8mV,且流量很小时,只有几微伏,外界稍有干扰就会影响到测量精度。因此,流量计的外壳、屏蔽线、测量导管都要接地。并要单独设置接地点,决不能连接在电机、电器等公用地线或上、下管道上。3.为了避免干扰信号,安装地点要远离一切磁源(如电机、变压器等),不能有震动。变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输。不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内。信号线越短越好,长度一般不得超过30m。转换器应尽量接近变送器c4.为了避免流速分布对流速的影响,产生测量误差。流量调节阀应设置在变送器下游. 因此,在电磁流量计前必须有5～10D左右的直管段,以消除各种局部阻力对流线分布对称性的影响。简单几招解决涡轮流量计不准1、水源脉动流影响流量波动性比较大。　　解决办法：增加泵和涡轮流量计之间的直管道距离，使流量稳定。2、涡轮流量计安装位置离阀门或弯管位置太近，当原料经过阀门或弯管部分，造成流量波动。　　解决办法：此时应该远离阀门和弯管位置，保证一定的前后直管段是解决问题的好方法。3、涡轮流量计附近有电机，变频器，强电流之类的干扰源。　　解决办法：流量计仪表接地，或加滤波电容。如果问题还是解决不了，最好的办法就是远离干扰源。4、涡轮流量计无流量显示：首先检查线路是否存在问题，如信号线脱落，有断线等。将传感器和信号放大器分离，信号放大器与仪表连接，用铁质金属在取信号的放大器底部距离2~3mm距离来回划动，如仪表有显示，则说明显示部分无问题。　　解决办法：请将流量传感器从管道卸下，检查流量计叶轮是否被缠住或叶轮出现破损现象。5、流量计显示流量比实际流量小：一般造成这个问题的原因是叶轮旋转不滑快或叶片断裂。　　解决办法：将流量计从管道拆除，检查流量计是否被缠住或有破损现象。6、涡轮流量计显示误差比较大：首先检查流量传感器系数即K值和仪表其他参数是否设置正确；有条件的情况下，用电子秤进行实际标定校准。　　解决办法：如流量重复性差或根本无法校准，可与供货商联系。德国VSEVHM02-1流量计原厂  考虑到容积式流量测量装置结构较复杂,安装维护和校准不方便,有必要在满足精度和抗震.性能要求的前提下,采用安装和维护方便的其他形式流量测量仪表。热式气体质量流量计已在气体流量测量领域获得了成功的应用,具有无可动部件、压损小及量程比宽等特点,例如在核电厂的通风系统中,已成功地替代皮托管成为重要的测量方式。但在液位流量测量领域,热式质量流量计的应用仍具有局限性。   由式(2)可知,热丝的热散失率与流体的热导率、比热容、流速和密度有关。相对于通风系统中的空气来说,水是-种具有较大比热容、较大密度和热导率的介质。在相同的流速下,水带走的热量远大于空气,对于以恒定功率加热热端铂电阻的恒功率型热式质量流量计,为了适应水流量的测量,加热电路会采用比较高的加热功率为热端铂电阻进行加热;对于恒温差型的热式质量流量计,为了维持两个铂电阻之间恒定的温差,加热电路同样会处于比较高的加热功率状态下,且加热功率将随水流量的增大而增大。因而,无论是恒功率型还是恒温差型,加热功率的提高会对流量计的安全性和寿命有很大的影响,也使其应用环境造成一定的局限性。而恒比率式流量计由于通过调节施加在热端热电阻上的加热电流,使热端热电阻的阻值与冷端热电阻的阻值成一恒定比率,因而同恒温差式流量计相比,在测量相同流速流体的情况下,恒比率式流量计热端铂电阻的加热电流要小于恒温差式,因而其加热功率不会过高而产生仪表安全性和使用寿命方面的不利影响。对于主泵第三级密封泄漏流这种微小流量的测量,相对于恒功率式和恒温差式,恒比率式热式质量流量计具有更好的应用价值，然而对于较大液体流量的测量则并不适用。恒比率式流量计的热端铂电阻加热电流Ih与介质质量流量m的关系为: 式中Ap-一流体流经管道的截面积; As一传感器参与热交换部分的表面积; C1、C2一通过校准确定的常数; d一热电阻传感器直径; k一流体热导率; Ls一传感器损耗能量的因数; n一校准过程中通过回归确定的指数; Pr一流体的普朗特数; Rc一冷端铂电阻阻值; Rco一冷端铂电阻在0℃时的阻值; RH一热端铂电阻阻值; RH0一热端铂电阻在0C时的阻值;, r一恒比率参数(自加热系数),r= a一铂电阻的参数。 1.基本性能   热式质量流量计作为一种直接测量质量流量的智能型流量仪表,具有结构简单、体积小、数字化程度高及安装方便等优点。热式质量流量计的.测量精度一般约为±1%,重复性为±0.2%;量程比宽可达100:1,最高可达1000:1;在-40~60℃的环境温度下可正常工作;可耐受3MPa或更高的管道压力;允许介质工作温度-70~400℃;允许被测液体的流速为0~4m/s;支持HART协议。另外，具有压损小、直管段要求低和允许动态修正的特点，其响应时间较长,未采用特殊设计时可达几秒。热式质量流量计具有一体式和分体式两种.结构，在累积辐照剂量较大区域，可采用分体式流量计进行测量，信号处理部分布置于累积辐照剂量较小区域。   主泵第三级密封泄漏流正常工况下在5L/h左右,达到50L/h时报警,不用于过程控制。在电厂正常运行工况下，测点所在区域的环境温度约为50℃以下,工作压力小于0.6MPa,工作温度小于100℃，要求测量范围的量程比约为30:1,属于非1E级测点。因此,就测量要求而言，热式质量流量计适用于主泵第三级密封泄漏流量的测量。 2.抗震性能   由于主泵第三级密封泄漏流测点位于安全壳内,周围存在1E级仪表和核级管道,尽管测点本身不需要在设计基准事件工况下执行功能,但不应对其他需要执行功能的设备或仪表造成损害，因而用于该测点的仪表应满足抗震要求，在SSE地震载荷下,满足结构完整性的要求,避免放射性物质经仪表破口向环境释放以及对周围1E级仪表和核级设备产生潜在危害。   热式质量流量计结构简单,除进行抗震试验外,抗震分析亦可用于分析其抗震性能。在抗震分析中,需要重点对薄弱部位进行应力分析,通常包括传感器与管道相交的节点处、螺纹连接处及法兰连接处等位置。   对某一型号热式气体质量流量计进行抗震分析,取三向峰值加速度为6g。通过应力分析表明,流量计的第一-阶自振频率大于33Hz,在地震载荷作用下,薄弱部位的计算应力值均小于规定的应力限值,从而认为其在SSE地震载荷下,结构完整性可以得到保证。 3.耐辐照性能   因主泵第三级密封泄漏流测点位于安全壳内,在电厂正常运行工况下,探头所处的环境具有一定的电离辐射存在。因而,用于该测点的仪表应能经受--定的累积辐照剂量而测量结果仍在要求的测量精度范围内。目前,对于仪表的耐辐照性能，主要采用试验法进行验证。   对某一型号分体式热式质量流量计探头进行耐辐照试验,辐射源采用钴-60,试验时间持续40h以上，累积辐照剂量约2x104Gy,辐照后进行功能试验,流量计的输出维持在测量精度范围内，表明该型流量计可以经受若干年的累积辐照剂量而不损坏。 4.安装   为便于安装和维护，流量计可采用法兰-法兰连接的形式。在一般情况下,为了满足测量精度,热式质量流量计对于前后直管段的要求较高,部分型号的流量计要求的直管段长度可达到前15D、后5D以上。但由于流量计允许动态修正，经过标定和修正后,可降低热式质量流量计的前后直管段要求。对于主泵第三级密封泄漏流的测量，热式质量流量计可满足安装和维护要求。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.德国VSEVHM02-1流量计原厂在电磁流量计等节点设备和PC机通信的过程中,由地址帧、命令帧、数据帧、校验和可组成各种功能不同的报文.由于采用主从工作方式来实现通信,电磁流量计等节点设备仅能接收并执行PC机发送来的控制命令,而不能发送命令给PC机.因此,由PC机发往流量计等节点设备的报文一般包括一个地址帧,一个命令帧,若干个数据帧和一个校验和,其报文格式如图4.5a所示：而由流量计等节点设备发往PC机的报文一般包括一个地址帧,若干个数据帧和一个校验和,其报文格式如图4.5b所示.　　由于RS-485电气标准规定每段只能联结32个节点设备,因此可用地址帧中的5位表示这32个地址,其余3位用来表示命令,从而构成地址命令帧.对于控制命令需求不超过八个的通信系统,采用地址命令帧可压缩报文长度提高通信效率.电磁流量计和PC机通信的主要目的是将流量计采集到的数据读到PC机中.这些数据包括：总累积流量、正向累积流量、反向累积流量、瞬时流量.通信时,PC机只需向电磁流量计发送读总累积流量、读正向累积流量、读反向累积流量、读瞬时流量命令即可,因此二者间通信所用的地址帧和命令帧可合二为一,用一个地址命令帧代替.PC机和电磁流量计间的地址命令帧定义如图4.6所示.二者通信所使用的报文可简化为图4.7的格式.

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