德国VSEAP4流量计公司同时我们还经营: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。根据以上的介绍,我们在设计选型或更新改造时, 要结合流量计特性和介质的情况进行合理选择,充分发挥各种流量计的优点,扬长避短,同时应考虑投资成本.下面根据天然气净化厂各种介质的特点和目前使用流量计的实际情况提出流量计选型的基本原则.1.天然气的测量 天然气是净化厂的生产对象,进厂的原料和出厂的产品都是天然气,由于进厂的原料天然气(湿天然气)含有少量的固,液体杂质,H2S和CO2含量较高,有一定腐蚀性,流量计可选择带阀式孔板节流装置的孔板流量计,以便定期清洗更换孔板, 防止孔板的锈蚀和入口边缘磨损,提高计量准确度;出厂天然气比较干净可选择带阀式孔板节流装置的流量计或气体超声流量计,气体超声流量计适用于大管径流量测量,准确度可优于1.0%,但一次性投资较高;对于工厂用天然气,由于管径较小,除孔板流量计外,也可选择旋进旋涡流量计,涡轮流量计等,选用涡轮流量计时应在上游安装过滤器.2.酸性气的流量测量 净化厂的酸性气是含有很高浓度的H2S和CO2的气体,这是净化厂从原料天然气中处理出来的主要物质,该气体的特点是压力低,带有一定水汽,腐蚀性强;因此测量酸性气流量的流量计可选用孔板流量计,均速管流量计,楔形流量计或弯管流量计,目前使用的有孔板流量计和均速管流量计,从流量计结构上讲,选择楔形流量计比较合适,它不存在积液问题,维护量也很小.3.蒸汽流量测量 过去普遍使用孔板流量计,由于孔板流量计在高温下孔板易变形,因此,可选择涡街流量计,均速管流量计,楔形流量计或质量流量计,但应考虑温度压力修正.4.化学溶液流量测量 天然气净化厂用于工业生产的化学溶液品种不是很多,对于脱硫和脱水的化学溶液由于是反复循环使用,溶液中含有部分悬浮物,过去大多数使用孔板流量计是不太合适的, 应选择楔形流量计或弯管流量计;也可选用外夹式超声流量计;盐酸和氢氧化钠流量测量应选择带防腐内衬的电磁流量计.5V液体硫磺流量测量 液体硫磺是天然气净化厂的副产品,过去由于流量计产品的局限性,很多净化厂均没有安装流量计,部分厂安装了涡轮流量计,但使用效果不佳;目前可供选择的有质量流量计和楔形流量计.由于液体硫磺一般管压力都不太高, 因此选用质量流量计较为合适.6.工业循环水流量测量 由于水的测量相对容易一些,因此可供选择的流量计比较多,如孔板流量计,涡街流量计,均速管流量计,电磁流量计,超声流量计都可用于工业水测量;若测量管口径较大,选择超声流量计比较理想,对于较小口径的选用电磁流量计效果比较好.7.污水流量测量 污水流量测量选择电磁流量计,楔形流量计比较合适,水质较好也可选用孔板流量计.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。涡街流量计至少保证流量计前15倍管径,流量计后5倍管径。如流量计前有弯头,缩进,扩大等干扰源,则需保证流量计前30–40倍的管径,流量计后6倍管径。流量计应安装于调节阀,压力或温度传感器的上游。 涡街流量计主要用于哪些介质流量测量:如气体、液体、蒸气等多种介质。利用在流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。常见问题主要有指示长期不准;始终无指示;指示大范围波动,无法读数;指示不回零;小流量时无指示;大流量时指示还可以,小流量时指示不准;流量变化时指示变化跟不上;仪表K系数无法确定,多处资料均不一致。总结引起这些问题的主要原因,主要涉及到以下方面选型方面的问题。 涡街流量计技术指标的提高是行业发展的追求,如测量范围,电阻从超导到1014Ω,温度从接近绝对零度到1010℃。如测量准确度,时间测量从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。追求高稳定性和高可靠性随着仪器仪表和测控系统应用领域的不断扩大,可靠性技术在航天航空、电力、冶金、石油化工等大型工程和工业生产中起到维护正常工作的重要作用。 保障现场仪器仪表的测控系统正常工作的涡街流量计也要求高稳定性和高可靠性。因为新材料的出现和各种加工技术的发展,现代的可靠性按平均无故障时间与10年前相比提高了3倍。 涡街流量计热敏检测元件灵敏度高,适用于温度(<350℃)和较低密度的气体测量,但因热敏电阻用玻璃封装,较脆弱,敞易受流体中的污物、有害物质及颗粒物的影响,所以被测介质还应足清洁的液体或气体。针对传统电磁流量计用信号电缆的易受电磁干扰和内部产生较大噪音的性能缺陷,首先根据电磁流量计用信号电缆的特点及其运行环境要求设计了多种结构方案,而后综合考虑电缆抗电磁干扰水平、内部噪音水平、工艺的实现难度和制造成本等因素对相关设计方案进行反复筛选,最终确定了新型低噪音电磁流量计用信号电缆的结构。 该新型电缆的结构如图1所示。导体为单股退火镀锡软铜线,以提高导体的导电性和防腐蚀性。在导体外绕包一层薄F4(聚四氟Z烯)半导电带,有利于降低导体和绝缘之间的摩擦起电噪音。绝缘采用材料较为纯净.介电常数较小具有一定弹性的聚丙烯绝缘级材料,并采用挤压式挤出,减小绝缘层与导体的向隙。采用对绞组作为信号传输线,由于在两根传输线上感应的电压接近相等,减小了电压差值,提高了信号传输稳定性;对绞组由两种不同颜色绝緣线芯组成,相邻线对对绞节距应不大于100mrmn。对绞分屏蔽纪(即对对绞组进行分屏蔽,每对对绞组外绕包两层聚酯带和--层厚0.04mm铝塑复合带绕包,内置-根7X0.26mm镀锡铜绞线作引流线)有利于对不同对绞组之间信号中音的抑制和隔离。对绞分屏敞组同心式绞合成缆,在对绞分廉蔽组间]填充非吸湿性材料,以保证缆芯圆整。在成缆缆芯外绕包两层聚酯带,再采用铝塑复合带绕包,内置镀锡铜线作引流线,以提高电缆电磁屏蔽能力。总屏敞层外挤包隔离层(隔离护套).隔离层采用绝缘级低密度聚乙烯材料。隔离层外采用铠装层,铠装材料为高导磁合金钢带.其为强磁材料,叮将外来的磁通大部分限制在铠装层的外表面上(仅布少部分能进.人被屏蔽的空间);铠装时对高导磁合金钢带采用纵包焊接,确保其形成.连续圆杜管;铠装层可提高电缆抗电您T扰水平以及对电缆进行加强,减少电缆振动引起的电动势。外护奈采用监色软PVC(聚氯乙烯)护层级电缆材料挤包,实现电缆防护。 该新型低噪音电磁流量计用信号电缆通过开发新的结构和选用新的材料具有了高抗电磁干扰能力和优异的低噪音性能,可实现信号的高分辨率、高精度和稳定传输:a.通过采用绝缘线芯对绞、对绞铝箔分屏蔽、引流线设置、铝箔总屏蔽、全封闭钢合金铠装屏蔽等综合设计,对内外部电场和磁场形成有效的屏蔽隔离,抑制了内部串音,降低了信号传输的波动性,大大提高了电缆的抗电磁干扰水平,提高了电缆传输信号的准确性和可靠性。在实际工程安装中,电缆也不必穿金属管敷设,可降低工程成本。b.采用镀锡导体以及导体外设置F4半导电带,有利于降低导体和绝缘之间的摩擦起电噪音,同时电缆整体设计结构紧凑,尤其是钢合金铠装层的设计,使得电缆内部相对滑动少,一定程度上也减少了电缆内部摩擦起电噪音的产生,这样可以将原始噪音降低2~3个数量级,极大地提高了传输信号的分辨率和精度,减小了电磁流量计的计量误差,大大提高了电磁流量计的计量准确性、精确性和可靠性,完全可满足微量精确计量场合的使用要求。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。1.一般要求:●供电电缆与电磁流量计信号电缆分开铺设,电缆槽分开,穿线管分开.●电缆进入一次表采用挠性防爆软管或者波纹管进行保护.护线帽和密封接头要拧紧,必要时加防水胶带做二次保护.穿线管检查是否有毛刺,如果穿线管较粗,则采用防火胶泥进行封堵.●电缆在入口处留出U型弯,同时穿线管出线口要低于表头,防止雨水进入表头.●动力电缆如果为单股铜芯则可以不用压线鼻子,但是必须标识零线,火线及接地线及来线位置.●信号电缆一般为多芯软线,必须压线鼻子或者涮锡,同时标识位号及来线位置.在系统侧电缆留有一定余量,屏蔽层在系统侧单侧接地.●无论供电电缆还是信号电缆,在接线前必须进行校线.●现场一次表入水口及出水口双侧接地.接地线采用绿,黄双色线,确保接地牢靠,同时接地极为等电位.2.详细接线说明: 电磁流量计接线一般有以下几种信号:供电接线,4~20mA信号输出,上限报警输出,下限报警输出,通讯信号等●电磁流量计一般采用220V交流供电或者24V直流供电.本项目污水流量计采用220V交流供电.●该电磁流量计为四线制,自控系统卡件接收4~20mA信号按照四线制方式连接.●上,下限报警输出均为二次表内集电极开路输出,为无源输出,自控系统DI卡输出24V.实际设计时报警信号不接入自控系统,在自控系统内对瞬时流量设置高,低限报警值.●通讯信号一般采用485通讯.采用两线制带屏蔽通讯专用电缆.●如果采用脉冲信号,则需要自控系统提供脉冲卡件.本项目从成本角度考虑采用4~20mA信号.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。德国VSEAP4流量计公司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。涡街流量计至少保证流量计前15倍管径,流量计后5倍管径。如流量计前有弯头,缩进,扩大等干扰源,则需保证流量计前30–40倍的管径,流量计后6倍管径。流量计应安装于调节阀,压力或温度传感器的上游。 涡街流量计主要用于哪些介质流量测量:如气体、液体、蒸气等多种介质。利用在流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。常见问题主要有指示长期不准;始终无指示;指示大范围波动,无法读数;指示不回零;小流量时无指示;大流量时指示还可以,小流量时指示不准;流量变化时指示变化跟不上;仪表K系数无法确定,多处资料均不一致。总结引起这些问题的主要原因,主要涉及到以下方面选型方面的问题。 涡街流量计技术指标的提高是行业发展的追求,如测量范围,电阻从超导到1014Ω,温度从接近绝对零度到1010℃。如测量准确度,时间测量从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。追求高稳定性和高可靠性随着仪器仪表和测控系统应用领域的不断扩大,可靠性技术在航天航空、电力、冶金、石油化工等大型工程和工业生产中起到维护正常工作的重要作用。 保障现场仪器仪表的测控系统正常工作的涡街流量计也要求高稳定性和高可靠性。因为新材料的出现和各种加工技术的发展,现代的可靠性按平均无故障时间与10年前相比提高了3倍。 涡街流量计热敏检测元件灵敏度高,适用于温度(<350℃)和较低密度的气体测量,但因热敏电阻用玻璃封装,较脆弱,敞易受流体中的污物、有害物质及颗粒物的影响,所以被测介质还应足清洁的液体或气体。电磁流量计的空管报警是用实测传感器中的电导率来做判断的。 不同的流体具有不同的电导值电阻值空管检测实际上是检测被测导电液体的电阻与实验导电液体电阻的比值液体的相对导电率是否超出阈值。超出阈值就意昧着被测流体电导率远低于实验液体的电导率相当于空管。空管报警阈值的默认值尾 999.9%。 空管量程修正是为测量相对电导率而用的。在传感器充满试验液体情况下修正系数使电导比为一个确定值例如试验液体是水其中导率约为100μScm可修正为100当被测液体电导率为 5μScm 相对的电导比则大约显示2000%。如果试验液体水的电导比修正为10。那么被测液体电导率为5μScm时相对电导比则大约显示200%。 电磁流量计报警阈值设置是选择空管报警灵敏度范围的。最大阈值可设为999.9%。如上例被测液体显示2000%时发出报警显示200%时不报警。因此欲使电导率5μScm在显示电导比200%时发出报警需要设阈值在200%以下。空管报警量程的默认值为100%。 高流速时,电磁流量计中的流体为湍流,且雷诺数越大,流体小尺寸结构越小。但流体整体向前的流速不会因为湍流而减小,这样的情况下可知电磁流量计流体中的非导电物体的尺寸更小。当含水率不变,非导电物体物质半径变小后对电磁流量计的整体流速分布不变、对流量计的磁场分布影响较小。根据式(1)可知,电磁流量计中非导电物质的半径大小对流量计的权重函数是有影响的。 当电磁流量计中心横截面内含有M(M=0,1,2.,-.)个油泡时传感器的权重函数分布情况,本文算例设定M=3权重函数分布情况计算方式。图1为电磁流量计传感器截面内存在3个球形油泡时的结构模型图。其中,x轴与y轴与图1描述--致,图1中只显示了测量区域部分,测量区域流体中存在3个油泡。y正半轴、负半轴与管壁的交点是流量计的电极位置。 图1中3个油泡相互不重叠,此时传感器内部感应电势仍满足Laplace方程。为了对该问题进行求解,需建立2种坐标系,一种是以传感器中心为原点建立的二维直角坐标系(x,y),另一种是以各个油泡中心为原点建立的M个二维极坐标系(ri,θi)。首先在二维直角坐标系下对该问题进行求解(本例M=3),求解感应电势方程时需借用一个辅助的格林函数G,G满足Laplace方程且边界条件 式中,R为电磁流量计半径的长度值;მG/an为电势在半径方向上的导数;δ(θ)为电势G在流量计管壁处所满足的条件,其值仅在电极表面处不为0。当流体中存在油泡时,G表达式为 式中,R为测量管的半径;x与y分别表示测量区域中的位置。 当电磁流量计流体中存在3个油泡时,G=G+G1+G2+G3图2显示了流量计流体截面中存在3个不重叠的油泡时,流量计截面内部权重函数wy分布图;从式(2)以及仿真图中可以发现油泡所在位置权重函数值是0。当然,存在多个油泡分布在不同位置流体中时权重函数分布情况也可以用上述方法计算。 仿真实验中,设定不同大小的非导电物质对电磁流量计权重函数进行仿真,如图3所示为不同大小非导电物质对电磁流量计权重函数的影响。图3中左边的分别为权重函数分布图,右边分别为权重函数等势图,其中R单位为cm。从图3中可见,当电磁流量计中的非导电物质半径越来越小,对电磁流量计的权重函数的影响就越小。 为了更清楚地揭示电磁流量计的权重函数与流量计中非导电物质半径之间的关系,定义c为非导电物质对流量计权重函数的影响的评价指标式中,Wxy为含有油泡等非导电物质时电磁流量计在测量区域坐标(x,y)的权重函数;Wxy0为电磁流量计不含非导电物质时测量区域坐标(x,y)的权重函数;A为权重函数区域(测量区域)。 图4为不同大小非导电物质对流量计权重函数的影响分析图。图4中横轴为非导电物质半径,纵轴为权重函数的影响因子c。从仿真结果可以看出流体中的非导电物质半径较小时,对电磁流量计的权重函数影响越小。在本例中,当流体中非导电物质小于0.02R时,对电磁流量计的权重函数分布几乎没有影响。 气体涡轮流量计中涡轮结构有焊接式和整体式,焊接式涡轮将叶片和轮毂焊接,整体式涡轮利用先进的CAD/CAM技术和数控加工技术直接加工成型。叶片型式主要有平板式和螺旋式,平板式叶片主.要应用于大外径焊接式涡轮,而螺旋式叶片应用较为广泛;材料主要有铝合金和不锈钢,铝合金与不锈钢相比具有自重较轻,工艺性好等特点;涡轮平均直径受流量计流通管径即型号的限制,可作为定参数处理;叶片数量选取主要考虑重叠度对仪表性能的影响,---般取13~20;叶片角度直接影响气体介质.对其产生驱动转矩的大小,气体介质对涡轮的驱动转矩公式为 式中:Td为驱动力矩,N.m;fd为周向驱动力,N;u1为介质入口速度,m/s;ɷ为涡轮角速度,rad/s。 综上述所述,采用整体式叶轮结构,螺旋型叶片,叶片数量为20。对于螺旋型叶片,需要确定叶片的螺旋角,根据式(2),要得到最大推动力矩,叶片螺旋角应为45°,但力矩公式是根据叶栅绕流计算得到,难免会和实际工况有所偏差。参考常用叶片角度,选取35°.45°和55°螺旋升角涡轮作为实验对象,气体涡轮流量计涡轮结构参数如图2所示。流量积算仪主要用于各种液体、蒸汽、天然气及其他气体的流量测量。由于流量积算仪功能多,使用非常复杂,使用时容易出现问题。一、设置中易出现的问题1.介质及介质状态的设置(1)错误地设置介质,例如,当介质为蒸汽时,设置为空气。(2)错误地设置介质状态,例如,当蒸汽状态为过热蒸汽时,设置为饱和蒸汽。2.流量信号输入的设置 一般为频率信号输入,也有模拟信号输入。容易出现的问题是输入错误的信号,如本应输入频率信号却输入了模拟信号,或本应输入模拟信号却输入了频率信号。3.温度、压力信号输入的设置 温度信号输入一般是模拟信号,可以设置为(4~20)mA电流信号、(0~l0)mA电流信号、(1~5)V电压信号、Pt100铂电阻信号。容易出现的问题是设置了错误的信号,如本应设置模拟信号却设置了频率信号,或本应设置铂电阻信号却设置了(4--20)mA电流信号。 压力信号输入一般是模拟信号,可以设置为(4--20)mA电流信号、(0~10)mA电流信号、(1~5)V电压信号。容易出现的问题是设置了错误的信号,如本应设置(1~5)V信号却设置了(4~20)mA电流信号。4.配套流量计的设置 通常可以设置为孔板流量计、涡街流量计、涡轮流量计。由于流量计原理不同,因此,在流量积算仪的流量计算中.不同类型的流量计有不同的算法,如果流量计选型错误,则流量计算必然出错。5.温压补偿的设置 应用在蒸汽介质流量计量时,需进行温压补偿。例如一台流量积算仪,当用于过热蒸汽时.需要同时进行温度补偿和压力补偿;当用于饱和蒸汽时,由于一一对应关系,只能对其中一个输入信号进行补偿,根据现场情况,只选择温度补偿或只选择压力补偿。如果应用在天然气介质流量计量中.需同时进行温度补偿和压力补偿。6.输入信号范围的设置 温度输入信号、压力输入信号、流量输入信号分别设置自己的测量范围,流量积算仪设置的流量测量范围、温度测量范围、压力测量范围应分别大于现场的流量范围、温度范围、压力范围。例如,设置最大流量1O00m3/h,但实际测量流量为2000m3/h,超过了积算仪中设置的流量测量范围,则流量计算出错。二、接线时易出现的问题 对于不同的输入信号.需要选择不同的接线端子。但在实际应用中,由于操作比较复杂,接线时容易出现错误。例如流量积算仪使用在饱和蒸汽下,流量积算仪内部设置为温度补偿,而在实际接线时将压力输入信号作为补偿信号接到流量积算仪,造成接线错误,从而造成流量计算错误。 综上所述.要正确使用流量积算仪,需要专业人员严格按照现场操作条件进行设置和接线,以保证流量积算仪的正确使用;同时,流量计量人员应按照用户要求.模拟流量积算仪现场使用条件进行流量积算仪的检测。德国VSEAP4流量计公司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。
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