德國VSEVTR1040流量計辦事處同時我們還經營：1.對孔板流量計進行正確選型  選擇孔板流量計,首先要考慮量程問題。有些是冬季用汽量相對大，而夏季用汽量相對較小，用汽量相差過于懸殊，那么孔板流量計在保證測量準確度的前提下,孔板流量計的流量范圍就難以適應。因此，要明確最小流量(不是零)及最大流量,在此基礎上選擇符合相關運行參數的計量儀表。2.對孔板進行正確安裝對于任何計量儀表都必須安裝正確，否則就無法正常工作。正確安裝孔板流量計，必須做到五點。①在所要安裝計量儀表的前后必須留有足夠長的直管段。②孔板流量計不能安裝在整套管路最低處。③必須高度重視冷凝器的安裝:兩個冷凝器必須處于同一水平上,冷凝器的作用是使導壓管中被測蒸汽冷凝;并使正、負導壓管中的冷凝液面有相等高度;還必須保持長期穩定;還要充分考慮維護、拆換、吹掃便利。④導壓管長度最好在16m以內，內徑最好選用中10mm~016mm有防堵塞為好。導壓管全程保溫并確保正、負管處于同等溫度以免密度變化引起誤差。⑤裝測溫元件地方最好在節流件下游側10D以外處,在管道或正壓管上取壓時，如壓力變送器裝在節流裝置下方，必須對壓力變送器的管路液柱值進行修正，以提高計量準確度。優點：(1)熱式氣體質量流量計可被測量的流體管道口徑范圍廣.能夠應用在各種口徑的管道流量測量,從小、中口徑到特大口徑管道都可以,口徑可達 9000mm.(2)流速測量范圍廣.可測量 0.02m/s~480m/s 范圍內的流體流速.(3)測溫范圍和耐壓范圍很寬.待測氣體的溫度高達 900℃,可用于各種高溫過程氣體的測量,最高可以在 70MPa 的壓力下進行測試.測量過程中不需要溫度和壓力補償.所以在較大直徑管道、較小流速、微小流量、測量流量浮動范圍較大時,具有一定的優勢.(4)可保證較高的測量精度.一般的熱式氣體質量流量計都屬中等精度測量范圍,其中部分儀表,如插入式、電磁式,可以達到高精度測量.國外進口的高精度儀表滿量程誤差可以達到±1%.(5)寬量程比.量程比可以達到 1000:1,且能保持精度要求.(6)可測量混合氣體.(7)機械設計簡單,容易安裝和調試,維修簡單,防振動.插入式只需要在管道上焊接法蘭盤即可,管段式只需要進行管道轉接,安裝和操作方便.(8)不需要溫度和壓力補償.缺點：(1)響應速率慢.由于熱式氣體質量流量計是依靠傳熱原理設計,而熱量交換過程與加熱溫度探頭和流體的熱傳導效率密切相關,需要一定的時間來完成換熱過程,一般的相應時間為 2~5s；性能優越的流量計響應時間為 0.5s；甚至有些響應時間更慢.(2)精度易受流體組分影響.當被測流體為混合氣體時,由于混合氣體組分的變化,氣體密度,粘度,熱導率都會受到直接影響,使測量值發生較大誤差而導致最后的流量計算結果產生誤差.(3)在小流量測量中,熱源探頭的溫度高于流體溫度,導致熱源探頭向流體傳導熱量,影響流體和熱源探頭的溫度差,影響測量精度.  管道式大口徑流量計的在線校準方法，一般為標準表比對法、利用蓄水池作為測量容器的液位落差法和檢測電氣參數法，比如CJ/T364-2011《管道式電磁流量計在線校準要求》中，規定了標準表比對法和電氣參數檢測法。在不得已情況下采用驗證方法，如經常采用的物料平衡法、熱量平衡法、設備能力法、流量增量驗證法等。近年來發展起來的非實流法校準液體超聲流量計的現場校準方法，主要是通過測量聲速來實現液體超聲流量計現場校準，適用特大口徑的流量計,如國家頒布實施的JJF1358--2012《非實流法校準DN1000~DN15000液體超聲流量計校準規范》。  本文在線校準試驗采用1.0級夾裝式時差法.超聲流量計作為標準表，被測流量計是管道大口徑電磁流量計，校準測量時間為20~30min。在線校準方法參照JJG1033--2007《電磁流量計檢定規程》和CJ/T364-2011《管道式電磁流量計在線校準要求》。2012年、2013年的部分試驗結果如表2所示，其余約60臺電磁流量計的試驗結果以計量誤差分布圖給出，如圖1所示。  從表2和圖1中可以看出，其計量誤差大部分在±5%左右，但有的誤差甚至超過±10%，最大的計量誤差接近±20%。究其原因，除流量計選型有誤(實際管道流速在電磁流量計規定流速的下限附近或以下)，安裝不規范.(如閥門件擾流等)，直管段不足和存在非滿管流等缺陷需要進行改造外，還有現場在線校準.時諸多因素的影響。渦街流量計是依據流體力學振動現象中振動頻率與流速的對應關系工作。它對管道流速分布畸變、流動脈動及旋轉流十分敏感，同時由于其感.測元件為壓電晶體，各種機械振動對輸出信號干擾較大,僅表抗振性差。因此現場安裝條件要求較高。  為了達到測量精度，渦街流量計必須保證一定的前后直管段,并盡量避免在靠近調節閥、半開閥和.截止閥后安裝流量計;測壓點和測溫點應分別在下游側距流量計中心線3.5D~5.5D和6D-8D;。  渦街流量計的表體安裝不良，如接管偏大、偏小、偏移有臺階)或墊片突入管道都會引起測量誤差。配管內徑一般應等于或略大于流量計的內徑。如配管的實際內徑略小于流量計的內徑5%以內),雖不會影響僅表的固有K系數，但因流通面積突變引起表觀流速變化而產生附加測量誤差，這可以通過修正K系數來補償。修正后的儀表系數為K"=K（D2/D1）2式中:Dt-儀表實際內徑;D2-配管實際內徑。  當測量容易汽化的液體或工作條件接近臨界狀態的液體時,為防止氣穴現象出現，設計安裝時必須確認管道內的最低壓力P'，這樣才能保證渦街流量計正常工作。p由下式計算:p≥2.7△p+1.3po△p≈1.1x10-6ρv2  式中:p-管道內流體絕對壓力，MPa;△p-流體在.發生體前后的壓差，MPa;po-在工作溫度下流體的飽和蒸汽壓，MPa;ρ--工作條件下流體的密度，kg/m³，V-流動流體的流速,m/s.儀表使用中還要注意以下問題:①安裝渦街流量計的位置要遠離動力設備和變化頻繁的閥門，如管線振動較大，應在流量計前、后2D處加裝固定支架以咸振;②如管道流體的流速不穩，可考慮在管線上增加穩壓裝置或整流器來消除流速分布的不均勻現象;③由于壓電晶體的靈敏度隨溫度升高而大幅度下降，應避免在測量高溫介質（≤250℃),特別是高低溫頻繁變化的介質中使用;④流量計的安裝位置應避開較強的熱源、電場及磁場,盡量選擇較好的工作環境任何一類計量儀表都具有其特殊性,旋進旋渦流量計也不例外.為了讓該種儀表能夠更好地服務于流量計量工作,來自于生產現場的實踐經驗表明,以下幾個方面的注意事項就應當引起有關管理及使用部門的足夠重視。1.重視儀表選型　　在已經選定了儀表種類(比如旋進旋渦流量計的情況下,緊接著就是對儀表規格及其配套元件的選擇,這一工作看似簡單,實則至關重要.一句話,選好才能用好.為此,在選型過程中應把握住兩條基本原則,即:一要保證使用精度,二要保證生產安全.要做到這一點,就必須抓實三個選型參數,即近期和遠期的最大,最小及常用瞬時流量(主要用于選定儀表的大小規格),被測介質的設計壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級),工作壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級)。2.進行用前標?！　∫环矫?考慮到目前對這類儀表的現場檢定還存在這樣那樣的困難.另外,如果購置的意圖又是準備將該種儀表運用于比較重要的計量場合,比如大流量的貿易計量或計量糾紛比較突出的測量點,并且運用現場也不具備流量在線標校條件,那么在這種情況下,僅憑購買時由生產廠家提供的一紙出廠合格證明就輕易判定該表全部性能合格,那就有些為時過早.因此,為了確保儀表在今后的工作過程中其測量結果的可靠與準確,就有必要在正式安裝前將其送往具有這方面檢定能力及資質的部門進行一次全流量范圍內的系統檢定。3.搞好工藝安裝　　雖然該種儀表對工藝安裝及使用環境沒有太多的特殊要求,但任何一類流量測量儀表都有這樣一種共性,即盡可能避免振動及高溫高熱環境,遠離流態干擾元件(如壓縮機,分離器,調壓閥、大小頭及匯管,彎頭等),保持儀表前后直管段同心及內壁光滑平直,保證被測介質為潔凈的單相流體等等。4.加強后期管理　　該種儀表雖然具有多種自動處置功能和微功耗的特點,但投運之后仍需加強管理。比如,為了保證儀表長期工作的準確性,可靠性(避免意外停運和數據丟失),就應定期：進行系統標校(每1~2年),抄錄表頭數據(每天或每周),更換介質參數(每月或每季)以及不定期查看電池狀況,檢查儀表系數及鉛封等。3.注意內部維護　　如果由于氣質臟污或其它原因需要對儀表的測量腔體及其構件進行定期檢查或清洗,那么有一點則必須特別注意:對于同規格的旋進旋渦流量計,其旋渦發生體,導流體等核心組件不能互換,否則,須重新標定儀表計量系數并對其配帶的溫度及壓力傳感器進行系統校正。在電磁流量計等節點設備和PC機通信的過程中,由地址幀、命令幀、數據幀、校驗和可組成各種功能不同的報文.由于采用主從工作方式來實現通信,電磁流量計等節點設備僅能接收并執行PC機發送來的控制命令,而不能發送命令給PC機.因此,由PC機發往流量計等節點設備的報文一般包括一個地址幀,一個命令幀,若干個數據幀和一個校驗和,其報文格式如圖4.5a所示：而由流量計等節點設備發往PC機的報文一般包括一個地址幀,若干個數據幀和一個校驗和,其報文格式如圖4.5b所示.　　由于RS-485電氣標準規定每段只能聯結32個節點設備,因此可用地址幀中的5位表示這32個地址,其余3位用來表示命令,從而構成地址命令幀.對于控制命令需求不超過八個的通信系統,采用地址命令幀可壓縮報文長度提高通信效率.電磁流量計和PC機通信的主要目的是將流量計采集到的數據讀到PC機中.這些數據包括：總累積流量、正向累積流量、反向累積流量、瞬時流量.通信時,PC機只需向電磁流量計發送讀總累積流量、讀正向累積流量、讀反向累積流量、讀瞬時流量命令即可,因此二者間通信所用的地址幀和命令幀可合二為一,用一個地址命令幀代替.PC機和電磁流量計間的地址命令幀定義如圖4.6所示.二者通信所使用的報文可簡化為圖4.7的格式.流量積算儀主要用于各種液體、蒸汽、天然氣及其他氣體的流量測量。由于流量積算儀功能多，使用非常復雜，使用時容易出現問題。一、設置中易出現的問題1．介質及介質狀態的設置（1）錯誤地設置介質，例如，當介質為蒸汽時，設置為空氣。（2）錯誤地設置介質狀態，例如，當蒸汽狀態為過熱蒸汽時，設置為飽和蒸汽。2．流量信號輸入的設置　　一般為頻率信號輸入，也有模擬信號輸入。容易出現的問題是輸入錯誤的信號，如本應輸入頻率信號卻輸入了模擬信號，或本應輸入模擬信號卻輸入了頻率信號。3．溫度、壓力信號輸入的設置　　溫度信號輸入一般是模擬信號，可以設置為（4～20）mA電流信號、（0～l0）mA電流信號、（1～5）V電壓信號、Pt100鉑電阻信號。容易出現的問題是設置了錯誤的信號，如本應設置模擬信號卻設置了頻率信號，或本應設置鉑電阻信號卻設置了（4--20）mA電流信號?！　毫π盘栞斎胍话闶悄M信號，可以設置為（4--20）mA電流信號、（0～10）mA電流信號、（1～5）V電壓信號。容易出現的問題是設置了錯誤的信號，如本應設置（1～5）V信號卻設置了（4～20）mA電流信號。4．配套流量計的設置　　通?？梢栽O置為孔板流量計、渦街流量計、渦輪流量計。由于流量計原理不同，因此，在流量積算儀的流量計算中．不同類型的流量計有不同的算法，如果流量計選型錯誤，則流量計算必然出錯。5．溫壓補償的設置　　應用在蒸汽介質流量計量時，需進行溫壓補償。例如一臺流量積算儀，當用于過熱蒸汽時．需要同時進行溫度補償和壓力補償；當用于飽和蒸汽時，由于一一對應關系，只能對其中一個輸入信號進行補償，根據現場情況，只選擇溫度補償或只選擇壓力補償。如果應用在天然氣介質流量計量中．需同時進行溫度補償和壓力補償。6．輸入信號范圍的設置　　溫度輸入信號、壓力輸入信號、流量輸入信號分別設置自己的測量范圍，流量積算儀設置的流量測量范圍、溫度測量范圍、壓力測量范圍應分別大于現場的流量范圍、溫度范圍、壓力范圍。例如，設置最大流量1O00m3/h，但實際測量流量為2000m3／h，超過了積算儀中設置的流量測量范圍，則流量計算出錯。二、接線時易出現的問題　　對于不同的輸入信號．需要選擇不同的接線端子。但在實際應用中，由于操作比較復雜，接線時容易出現錯誤。例如流量積算儀使用在飽和蒸汽下，流量積算儀內部設置為溫度補償，而在實際接線時將壓力輸入信號作為補償信號接到流量積算儀，造成接線錯誤，從而造成流量計算錯誤?！　【C上所述．要正確使用流量積算儀，需要專業人員嚴格按照現場操作條件進行設置和接線，以保證流量積算儀的正確使用；同時，流量計量人員應按照用戶要求.模擬流量積算儀現場使用條件進行流量積算儀的檢測。  渦街流量計是基于流體力學中著名的“卡門渦街”研制的。在流動的流體中放置- -非流線型柱形體,稱旋渦發生體,當流體沿旋渦發生體繞流時,會在渦街發生體下游產生兩列不對稱但有規律的交替旋渦列,這就是所謂的卡門渦街,如圖1所示。   大量的實驗和理論證明:穩定的渦街發生頻率ƒ與來流速度v1及旋渦發生體的特征寬度d有如下確定關系叫:   式中St為斯特羅哈數,與雷諾數和d相關。   當雷諾數Re在一定范圍內(3 X102~2 X105)時(4],St為一常數,對于三角柱形旋渦發生體約為0.16   雷諾數的定義為   式中S為管道的橫截面積。   由高精度氣體渦街流量計的測量原理可知,通過測量旋渦發生頻率僅能得到旋渦發生體附近的流速vI,由式(3)可知在橫截面積一定的情況下,流體的流量Q與流體的平均流速v成正比,因此要精確計量流體的流量必須找到`v與v1的對應關系。   根據流體力學理論,在充分發展的湍流狀態下，流體的速度分布有如下關系式川:   式中:vp為到管壁距離為y的P點的速度;y為點到管壁處的距離;Vmax:為管道中的最大流速,通常取管道中心的速度;R為管道的半徑;n為雷諾數的函數。 表1中給出了部分雷諾數與n的對應關系。   由于旋渦發生體的位置固定,因此當雷諾數一定時v1與`v有固定的比例關系換言之,當雷諾數Re變化時,二者的比值也發生變化，   圖3給出了不同雷諾數下充分發展的湍流的流速分布,如圖所示Re越大,流速分布越平滑,即旋渦發生體附近的流速越接近平均流速,故ƒ( Re)應為單調遞減函數。圖4給出了3臺50mm口徑，寬度14 mm三角形旋渦發生體的氣體渦銜流量計,在20℃,一個標準大氣壓下,不同雷諾數下的K值曲線。如圖所示實驗數據與理論分析基本一致,因此渦銜流量計的測量原理即決定了儀表系數的非線性特性。若要提高渦街流量計的計量精度,必須針對不同的流速分布對K值進行修正。德國VSEVTR1040流量計辦事處1.環境條件  電磁流量計安裝分為兩種:一體式和分體式。(1)現場和環境較好的條件下，一般選用一體式，即傳感器和轉換器組裝成一體。(2)分體式電磁流量計即傳感器和轉換器分開裝于不同地點，一般出現以下情況時選用分體式:①環境溫度或流量計轉換器表面受輻射溫度超過60℃;②管道振動較大的場合:③對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場合:④現場濕度較大或有腐蝕性氣體的場合:⑤流量計裝在高空或不方便調試的場合。2.防爆及防護等級  根據環境要求，選擇本安、隔爆型電磁流量計或普通型，并且滿足一定的防護等級，按規范進行安裝，提高儀表的安全性。3.電極材料  導電介質在電磁流量計管內通過時，在外加磁場的作用下產生感應電勢，電極的作用就是把產生的電動勢引出來,然后放大、輸出標準信號。電極直接跟介質接觸，因此，應根據介質的化學性質，選擇合適的電極，以免出現腐蝕。常用的電極材質有鉭、鈦、316L、HC、鉑銥合金、碳化鎢等。4.接地環或接液環  電磁流量計的輸出信號比較小，一般只有2.5~8mV,小流量時信號可能低至幾微伏，外界稍有干擾就會影響測量精度。因此，儀表外殼、測量管、介質、儀表屏蔽線等要做好等電位連接，并進行可靠、單獨接地。與介質連接的金屬部.分，就叫接地環或接液環。接地環的材料選擇--般考慮經濟性和耐腐蝕性，對于大口徑的金屬管道上的電磁流量計，為了節約成本，可以不設接地環，將流量計的法蘭和管道連起來然后再接地;如果電磁流量計用在小口徑的管道上或用在非金屬管道上，必須設置接地環。5.內襯材料  內襯主要作用是絕緣，預防電極短路，同時保護測量管不受介質腐蝕。常用的內襯材料包括:聚氨酯橡膠、PFA、天然軟橡膠、EPDM橡膠，選擇時應根據介質溫度、腐蝕性、是否含有固體顆粒、耐磨性能等情況，選擇合適的內襯，延.長儀表使用壽命。6.供電電源  一般廠家的電磁流量計采用四線制接線，信號線與電源線分開，可以采用交流220V電源供電，也可以采用直流24V電源供電。原則上采用直流24V安全電源供電，特別是在易燃易爆的環境。智能電磁流量計離不開良好的顯示界面。我們采用128*64的圖形點陣液晶顯示模塊來顯示累積流量、瞬時流量等數據信息。液晶顯示模塊(LCM)，是將液晶顯示器件、驅動及控制電路、以及溫度補償、驅動電源、背光等輔助電路組合在一起的一種相對獨立的顯示器件和設備。通常液晶顯示器件本身引線眾多，而且要將這些引線與驅動、控制等電路連接才能用于顯示信息，因此生產廠家在制造液晶顯示器件的同時，也將與之對應的驅動、控制等電路做成PCB板，然后用壓框和導帶或導電橡膠將液晶顯示器件固定在PCB板上，從而組合形成液晶顯示模塊。圖3.10是我們采用的MSC．G12864DYSY-1W型液晶模塊的外部尺寸圖?！　D3.11MSC．G12864DYSY-1W型液晶模塊的結構圖，由圖中可以看出電磁流量計液晶模塊集成了兩個KS0108B顯示驅動控制器和一個KS0107B顯示驅動器，兩個KS0108B分別控制左右兩個半屏(64x64)像素點的顯示，KS0107B作為64行的行驅動控制。金屬管浮子流量計是由浮子、錐管、檢測器等部件組成。浮子組件裝有磁鋼,其作用把是浮子的位移信號以磁信號的形式傳輸給檢測器。檢測器把這一檢測到的信號再以電信號的形式遠距離傳輸,并現場指示瞬時流量值。浮子流量計具有小流量值、范圍度大、不用現場調試的特點。其結構簡單、運動部件磨損小、使用壽命長、壓力損失小、安裝方便、維修量小、使用周期長、可遠距離傳輸流量信號,與計算機連用可實現集中管理。 但也存在不足，如對于高黏度、大流量、以及兩相以上流體不能測量?！　〗饘俟芨∽恿髁坑媽崿F流量測量的理論基礎是“定壓將,變面積“原理。在流動的流體中放置一個軸線與流向平行的浮子,見圖1.　　金屬管浮子流量計本體可以用兩端法蘭、螺紋或軟管與測量管道連接。當流體自下而上流入錐管時,被浮子截流,這樣在浮子上、下游之間產生壓力差,浮子在壓力差的作用下.上升,這時作用在浮子上的力有三個:流體對浮子的動壓力、浮子在流體中的浮力和浮子自身的重力。只有當流體對浮子的動壓力與浮子在流體中所受的浮力之和等于浮子的重力時，浮子就平穩地浮在某一位置上。  大量實驗證明,在一定雷諾數的范圍內，對于同一口徑金屬管浮子流量計,流體流速的大小與浮子的形狀有關。對于給定的浮子流量計,浮子大小和形狀已經確定,因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當來流流速變大或變小時,浮子將作向上或向下的移動,相應位置的流動截面積也發生變化,流動截面積與浮子的.上升高度成比例，即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移動時,以磁耦合的形式將位置傳遞到外部指示器,直到流速變成平衡時對應的速度,浮子就在新的位置上穩定。對于-臺給定的浮子流量計,浮子在測量管中的位置與流體流經測量管的流量的大小成一--對應關系。德國VSEVTR1040流量計辦事處1)電磁流量計:電磁流量計工作原理基于電磁感應定律。當具有一定導電率的液體在磁場中移動時，產生電動勢。國內外使用這類流量計較多，它具有準確度高量程較大、無水頭損失、直管段要求短等優點。但造價隨著管徑增大而成倍增加。2)插入式渦輪流量計:插入式渦輪流量計是將旋轉葉輪的渦輪頭與不銹鋼桿連接插入管中的裝置。當流體流動沖擊渦輪葉片轉動時，用測量渦輪的轉速來反映流體流量。它只能測知管內某點的流速靠儀表系數來推算平均流速。分切向式渦輪頭和軸向式渦輪頭兩種，安裝或維護時可以不斷水;造價相對較低。3)超聲波流量計:超聲波流量計近年來在國內外給水行業大口徑水管上用得較多。它具有準確度高量程大、無水頭損失、安裝方便等優點:其造價不因管徑增大而增加，適用于較大管徑場合。此類儀表從原理到結構都很復雜，故障排除較困難。4)渦街流量計:渦街流量計是利用管內水流遇障礙物(擋體)產生震蕩運動的規律制成的震蕩現象稱卡門渦街。由于沒有可動部件和感壓孔，所以不宜受水中雜質影響，也不宜磨損或發生障礙，但管中流速不宜太低。5)均速管、文丘利流量計:均速管是一種多孔采集斷面流速即能測知平均流速的裝置其優點是便于安裝水頭損失小造價較低;缺點是流速低時，壓差較小，準確度低。文丘利流量計是-種比較可靠穩定性好的流量計，但造價較高。電磁流量計傳感器的接地　　為了使電磁流量計可靠的工作,提高測量精度,不受外界寄生電勢的干擾,傳感器應有良好的單獨接地線,接地電阻＜10Ω.在連接傳感器的管道內若涂有絕緣層或是非金屬管道時,傳感器兩側還應加裝接地環.a、在金屬管道上的接地方式：金屬管道內避沒有絕緣層,按下圖接地.b、 在塑料管道上或有絕緣層、油漆管道上的接地方式：電磁流量計傳感器上的兩端面應加裝接地環,使管內流動的被測介質與大地短接,具有零電位.否則,電磁流量計無法正常工作.

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