德國VSEVS0.4流量計中國同時我們還經營：流量計準確度影響的實驗分析 1實驗要求   實驗用鐘罩式氣體流量計標定裝置標定DN50G65氣體渦輪流量計,其準確度等級為1.5級;最小流量為Qmls:10m'/h,最大流量為Qmax:100m³/h;流量計量程比為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實驗思路   實驗以在流量計前端安裝一對大小頭作為擾流件,在擾流件和流量計之間安裝不同長度的直管段。經過一定時間段的運行,確認標準裝置與流量計的流量偏差以及疣量計的重復性,以此分析擾流件對流量計準確度的影響。 3實臉分析 3.1在流量計.上游安裝40cm直管段,下游安裝19cm直管段實驗   流量計上游直管段長度大于5D(25cm),下游直管段長度大于3D(15cm),實驗安裝圖如圖1所示，示意圖如圖2所示。 實驗數據如表3所示。   從表3可以看出,擾流件安裝在距流量計上游端較遠時,其運行數據的流量偏差與重復性符合流量計的國家標準。 3.2在流量計上游安裝29.1cm直管段,下游安裝19cm直管段實驗   流量計上游直管段長度較大于5D(25cm),下游直管段長度大于3D(15cm),實驗安裝示意圖如圖3所示.   實驗數據如表4所示。從表4可以看出,擾流件安裝在距流t計上游端接近5D處時,其運行數據的流量偏差(qmin≤q≤qt部分)>3%,不滿足國家標準的要求,但其重復性符合流量計的國家標準。 3.3在流量計上游安裝19cm直管段,下游安裝40cm直管段實驗   流量計上游直管段長度小于5D(25cm),下游直管段長度大于3D(15cm),實驗安裝示意圖如圖4所示   從表5可以看出,找流件安裝在流量計上游端小于5D處時,其運行數據的流量偏差(qai≤q≤qt部分)>3%,不滿足國家標準的要求,但其重復性符合流量計的國家標準。1)電磁流量計傳感器內流體的流動方向必須與傳感器上流動方向一致;2)必須保證電磁流量計傳感器測量管內在所有時間始終充滿被測流體，電磁流量計傳感器不能在不滿管和有可能出現空管情況下工作;3)電磁流量計傳感器應選取管內流體脈動較小的位置作為測量點。一般情況下，離泵、閥門等較遠的地方，儀表指示比較平穩，波動較少;4)測量雙相流體時，應選擇不易引起相分離的地方;5)對于聚四氟乙烯襯里的傳感器，應避免安裝在負壓管道和有可能產生瞬間負壓的地方;6)要避免容易產生液體電導率不均勻的場所，如添加液的電導率與基液不同，加液點最好設在傳感器下游?！　「鶕浀淅碚?，電磁流量計傳感器測量管內流速分布為軸對稱時，電磁流量計的測量準確度不受流速分布的影響。1.始動比較低，量程比較寬　　為滿足社會發展，超聲波流量計的計量范圍也越來越大，流速在0.05m/s～30m/s的范圍內的流體都可以被精準測量，量程比達到1:700左右，可測范圍也比較廣，可滿足氣體、液體傳輸過程中對安全的需求，并且靈敏度也比較高，可測量很小的流量，保證計量不間斷，可良好地滿足峰谷用量差異大的場合。2.自帶旋轉整流器　　超聲波流量計中自帶旋轉整流器，因此，對超聲流量計安裝位置前后管道的要求比較低，解決了傳統流量計不確定流場打亂的問題，可形成自己所需的流場，旋轉整流器的使用，可促使前直管段從原先的20D縮短到5D之內，從而降低安裝管段的長度，降低對空間的要求，影響精度可控制在1%以內。3.抗污染性能強　　超聲波流量計通常都應用在測量環境比較惡劣的場所，如果抗污染能力不足，必然會增加維修成本。隨著科學技術的發展，超聲流量計愈發先進可靠，無可動部件。而且具有很強的穿透性和自動清洗功能，即便長時間運行，粉塵、雜物、水汽等因素也不會影響測量的精度，維護量和維護成本都比較低。4.可實現智慧化管理　　在超聲波流量計內部可設置基于NB-IoT技術遠傳模塊，利用局域網就可以實現測量數據的遠程傳輸，為中心控制端提供現場診斷資訊，進行故障預處理和異常報警，提醒現場運維人員及時處理，進行實時監控，實現“少人值班或者無人值班”的智慧化管理。1.孔板流量計前后的直管段必須是直的,不得有肉眼可見的彎曲。2.安裝節流件用得直管段應該是光滑的,如不光滑,流量系數應乘以粗糙度修正稀疏。3.為保證流體的流動在節流件前1D出形成充分發展的紊流速度分布,而且使這種分布成均勻的軸對稱形,所以①直管段必須是圓的,而且對節流件前2D范圍,其圓度要求其甚為嚴格,并且有一定的圓度指標。具體衡量方法：A.孔板流量計前OD,D/2,D,2D4 個垂直管截面上,以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內徑單測值,取平均值D.任意內徑單測量值與平均值之差不得超過±0.3%B.在節流件后,在OD和2D位置用上述方法測得8個內徑單測值,任意單測值與D比較,其最大偏差不得超過±2%②節流件前后要求一段足夠長的直管段,這段足夠長的直管段和節流件前的局部阻力件形式有關和直徑比β有關,見表1(β=d/D,d為孔板開孔直徑,D 為管道內徑)。4.孔板流量計上游側第一阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不論實際β值是多少)取表一所列數值的1/25.孔板流量計上游側為敞開空間或直徑≥2D大容器時,則敞開空間或大容器與節流件之間的直管長不得小于30D(15D).若節流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時,則除在節流件與局部阻力件之間設有附合表1上規定的最小直管段長1外,從敞開空間到節流件之間的直管段總長也不得小于30D(15D)。1.空間電磁波干擾及改進　　電磁流量計用于測量實踐的過程中,轉換器與傳感器間如果存在較長的電纜,同時周邊有較強電磁干擾的情況存在,此時由于電纜的存在,干擾信號會被引入進去,最終會有共模干擾現象形成,導致流量計發生非線性、顯著失真或大幅度晃動等諸多情況,測量的準確性也會因此大打折扣.面對此類誤差引發的原因來看,可根據下述措施進行解決：(1)在電磁流量計安裝中,需要深入分析周邊環境,保證電磁流量計原理強磁場.(2)盡量將電纜長度控制在適宜范圍內,并落實相關屏蔽措施,如將電纜傳入接地鋼管中,避免電源線與電纜傳入同一根管.(3)選擇與要求相符合的屏蔽電纜,同樣能將電磁波構成的干擾有效降低.2.連接電纜問題及改進　　電磁流量計是通過特定電纜、轉換器和傳感器組成的系統,因此電纜長度、屏蔽層數、導體橫截面積、絕緣情況及分布電容等都會對其測量結果構成影響,甚至還會對電磁流量計的正常運行產生干擾.所以,在安裝電磁流量計時不但需要參照導體橫截面積、屏蔽層數、待測液體電導率及分布電容等確定電纜長度,同時也要將電纜中間接頭的情況規避,并妥善處理末端,保障能夠實現良好連接.此外,也要保障所用電纜符合標準要求.3.測量管內存在著層及改進　　以電磁流量計應用對象為根據,其多以測量非清潔流體為主,倘若實際測量中有一定量沉淀物等物質存在于非清潔流體內部,電磁流量計的正常使用及測量也必然會遭受影響,如污染電磁流量計管道、電極表面,最終引發測量誤差.面對此類誤差引發原因,相關人員在日常工作中應當做好電磁流量計定期清洗工作,同時適當將流速提升.此外,在襯里材料的選擇中,可選擇聚四氯乙烯.4.電極選擇、液體流速問題及改進　　電磁流量計實際應用中,其電極和內部材料會直接接觸待測液體,所以在選擇電極和襯里材料時,都應當以待測液體為根據合理進行.結合待測液體性質完成襯里材料特性的確定,并在實際測量中圍繞測量溫度展開嚴格控制,避免由于襯里材料選擇不合理或溫度控制力度不足而導致襯里材料受磨損或變形等情況,進而導致附著速度加快、增大測量誤差發生率.針對此類情況,在應用電磁流量計時,在突出襯里材料選擇針對性的同時,也需要合理選擇電極,并妥善控制液體流速,保障處于合理范圍.5.測量液體呈現不對稱狀態及改進　　應用電磁流量計測量相關液體的流量時,待測液體如果有不對稱狀態出現,必然會引起測量誤差的情況.液體非對稱狀態通常在單一的漩渦流或沿管線軸線的直線流等兩種流動組合方面得到表現.該情況下,管道截面的積分為液體體積流量.上游直管段如果存在不足,一般情況下可結合流量調節器調節流量,控制上下游一定范圍內流量計內徑與管道內徑之間具備相同的數值,確保上游直管段充足.6.電極與勵磁線圈對稱性問題及改進　　在加工制造電磁流量計磁力線圈及電極時,有著嚴格對稱的要求.倘若有不對稱的情況出現,必然會引起不對稱偏差,進而對測量結果構成影響,最終也就會有測量誤差的情況出現.同時,在安裝電磁流量計時,也嚴格要求了安裝地點的振動,如一體型電磁流量計的安裝,需要在振動小的場所內,如果振動超出了標準就會有誤差出現在測量中,甚至還會對儀表的正常工作構成影響.所以,相關人員在實際安裝前,需要對待安裝位置振動展開嚴密測量,保障與安裝標準相符合.電磁流量計中通常采用兩類基本的勵磁波形，一種是方波，另一種是正弦波。在正弦波勵磁模式下，可以有效的降低流體介質對電極的極化作用，能直接波。在正弦波勵磁模式下，可以有效的降低流體介質對電極的極化作用，能直接測量管道產生巨大的渦流損耗和磁滯損耗，同時也給測量帶來由電磁感應引起的同相和正交干擾。在方波勵磁模式下，由于電極會出現極化現象，導致采集的感應電壓信號不夠準確。方波勵磁模式中，在測量非導電液體時，相對較高的勵磁頻率，比如10Hz到200Hz，可以用來獲得好的動態特性或者獲得合理的信噪比，但是這種勵磁方式有一個嚴重的問題，其變壓器效應會引起流量計的零點漂移并影響測量精度?！　榱吮苊庖陨蠘O化現象和變壓器效應，減少干擾，本文研究中采用了一種三值方波勵磁方式，如圖4-5所示，線圈的勵磁信號有正、零和負三種值?！　”疚牟捎霉虘B繼電器和直流電源的方式產生三值方波勵磁電壓，其結構如圖4-6所示?！　≡谠撾姶帕髁坑媱畲欧桨钢?，使用LabJackU12控制輸出三值方波的模擬量電壓信號，通過4個固態繼電器組成的開關系統，直接作用到勵磁線圈上。1.總體設計　　氣體渦輪流量計系統軟件包括初始化程序、主程序、中斷控制程序、流量、溫度、壓力檢測程序以及鍵盤顯示程序等。初始化程序主要完成單片機初始化和設置計數方式等。主程序主要通過查詢標志位SET_RUN和OPERATE來判斷程序是運行狀態還是設置狀態，然后調用相應的處理子程序。首先開全局中斷，允許單片機響應所有中斷源產生的中斷請求;當單片機查詢到標志位SET_RUN被置位時，就進入設置狀態，對儀表系數進行設定;進入運行狀態后還要查詢標志位OPERATE是否被置位，被置位后就進行溫度與壓力的.A/D轉換、流量的計算和數據的儲存。中斷程序用于查詢定時時間，進入中斷服務子程序完成流量采集、工作狀況“下溫度和壓力采集，瞬時流量和累積流量的計算。系統主流程圖如圖3所示。2.流量溫度壓力信號采集  流量信號的采集主要通過計數器MR0中斷服務程序完成，采用定時器模式，定時時間設為1so定時時間到，比較寄存器里面的內容，大于1s則對計數器IMR1讀數，以獲得流量信號的頻率，并清零;小于1s,則加1后結束。  溫度和壓力信號的采集是通過PICI6F877單片機內部的ADC模塊將其轉換成數字量，采樣完成后計算出溫度和壓力值，并將這兩個數值在液晶屏上顯示出來。3.鍵盤顯示  設置3個鍵盤，利用電平變化中斷功能來實現，采用延時去抖法，按鍵有效就進入按鍵處理程序。F表示功能鍵，用KI來表示，每按一-次表示在流量顯示和溫度、壓力顯示間切換，-表示移位鍵，用K2表示，↑為增加鍵，用K3表示。如果F+→(即Kl+K2)被按下，則設置標志位置1,主程序查詢到其置1后，就進入設置狀態。在該狀態下，→(K2)鍵定義為移位鍵，以閃爍表示光標所在位，每.按一次，閃爍移到下一位，到最后一位回閃第一一位。↑(K3)定義為增加鍵，對光標所在位的數值進行修改，每按--次，循環增加一個定義單位，定義單位視參數類型而定。當程序查詢到↑+→(K2+K3)被按下時，就把累積流量清零，并把標志位置1,當查詢到F(K1)鍵被按下時，每按-一次，在流量顯示和溫度、壓力顯示之間切換。氣體渦輪流量計采用段式液晶顯示器LCM103來顯示瞬時和累計流量，同時實時顯示溫度和壓力"。f德國VSEVS0.4流量計中國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。德國VSEVS0.4流量計中國電磁流量計的空管報警是用實測傳感器中的電導率來做判斷的?！　〔煌牧黧w具有不同的電導值電阻值空管檢測實際上是檢測被測導電液體的電阻與實驗導電液體電阻的比值液體的相對導電率是否超出閾值。超出閾值就意昧著被測流體電導率遠低于實驗液體的電導率相當于空管?？展軋缶撝档哪J值尾 999.9%?！　】展芰砍绦拚菫闇y量相對電導率而用的。在傳感器充滿試驗液體情況下修正系數使電導比為一個確定值例如試驗液體是水其中導率約為100μScm可修正為100當被測液體電導率為 5μScm 相對的電導比則大約顯示2000%。如果試驗液體水的電導比修正為10。那么被測液體電導率為5μScm時相對電導比則大約顯示200%?！　‰姶帕髁坑媹缶撝翟O置是選擇空管報警靈敏度范圍的。最大閾值可設為999.9%。如上例被測液體顯示2000%時發出報警顯示200%時不報警。因此欲使電導率5μScm在顯示電導比200%時發出報警需要設閾值在200%以下?？展軋缶砍痰哪J值為100%。電磁流量計的特點  電磁流量計的原理決定了其具備如下特點:1.傳感器內既沒有葉輪，也沒有旋渦發生體和探頭，因而也就從根本.上避免了回收水中的雜物、泥沙等對葉輪的纏、卡及對旋渦發生體和探頭的包圍等因素造成的計量不準或計量停止的現象。2.測量不受被測液體的密度、粘度、溫度、壓力和導電率變化的影響,.所以特別適用于尾礦回收水這種泥沙濃度隨回收水t多少而變化的液體的測量。3.傳感器電極結構多樣化，可根據不同的應用條件選擇叮拆卸式、固定式和刮刀式電極，特別是刮刀式電極，可在不停被測介質的情況下對電極進行清理，應用起來非常方便.4.安裝方便，可水平、垂直或傾斜任意角度安裝，對下游直管段要求較低，且襯里和電極有多種材料可供選擇，所以有耐腐蝕和耐磨等特點。5.儀表采用了:態方波勵磁技術，先進的小信號處理技術和軟件技術，抗干擾性能強，精度穩定可靠。6.儀表不能測址氣體、油品、有機溶劑等不導電介質。電磁流量計應用與效果我們在安裝使用過程中,除了滿足常規的要求外,著重強調了如下幾點:1.選擇的安裝地點保證了電磁流量計在計量時傳感器內時刻注滿介質，且上游有5D,下游有2D以上的直管段,有足夠的安裝檢修空間;2.安裝流量計時做了面積約2m²的接地網,.接地網離地面要有足夠的深度，并在掩埋接地網時撒了部分工業用NaCI以確保傳感器接地電阻小于102;3.由于安裝地點離電機和配電盤較近,為防止電磁干擾,我們把整個一體式流量計用鐵箱全部罩住進行了屏蔽，并將屏蔽鐵箱單獨可靠接地(抄讀數字時打開鐵箱讀數);4.在使用過程中,每半年清理一次傳感器電極,以防止上面的污垢影響信號的輸出。1.導電性和非導磁性  通過電磁流量計的工作原理可知電極上要產生感應電動勢,首先電極必須是導體,因此電極必須具有非常好的導電性能。另外,電極處于工作磁場中,為防止磁力線在電極上集中,電極材料必須是非導磁的。2.耐腐蝕性  在電磁流量計工作的過程中,電磁傳感器部分只有電極與被測介質相接觸,因此電極材料的耐腐蝕性能是選擇電極材料的重要因素。  電極的耐腐蝕性能對測試性能的影響主要分為兩個方面。(1)電極受被測介質的腐蝕或磨損,會改變兩電極間的距離L。對式的L求偏導,可以得到測量誤差(2)電極在被腐蝕的過程中,電極上會出現相當大的直流漂移電壓,使測量輸出產生大幅度的波動,影響到測試的讀數。3.電極的表面效應  電極的表面效應分為表面化學反應、電化學和極化現象,以及電極的觸媒作用三個方面。(1)表面化學反應。電極表面與被測介質接觸后,為了抗拒被測介質的腐蝕,往往會形成一層薄的鈍化膜或氧化層。它們可能會提高電極表面的耐腐蝕性能,但也有可能增加表面接觸電阻,導致儀器不能正常工作。(2)電化學和極化現象。由于目前普遍采用低頻矩形波勵磁,雖然能減弱極化電勢的影響,但并不能完全消除極化電勢干擾的影響。極化電勢與液體介質性質以及電極材料性質有關。電化學現象容易在測量過程中產生漿液噪聲和流動噪聲,引起儀表輸出出現波動現象。為了避免或減小這個現象，可選配與被測液體電化學和極化電勢作用小的材料以及低噪聲電極。(3)觸媒作用。被測介質在電極的觸媒作用下產生化學反應而影響測量。4.電極的表面光沽度  電磁流量計電極接觸被測介質的表面對于粗糙度要求非常高,一般都應該拋光處理。主要原因有三個方面:表面光滑的金屬在電解質中抗腐蝕性能較強;表面粗糙的金屬,其產生的抗拒極化的氧化保護膜厚度不均勻,容易被顆粒狀、纖維狀等流體中的雜質劃破，造成變動的直流電位,影響測量的穩定性;表面粗糙的電極容易在測試過程中被被測介質中的雜質污染,表面容易被雜質附著結垢，影響測試效果。用于動流測量的電磁流量計,通常在下列三個方面須作特殊設計,并在投運時作適當的調試.1.激勵頻率可調,以便得到與動頻率相適應的激勵頻率.太和太低都是不利的.2.電磁流量計的模擬信號處理部分應防止動峰值到來時進入飽和狀態.動流的動峰值有時得出奇,如果峰值出現時,電磁流量計的流量信號輸入通道進入飽和狀態,就如同峰值被消除,必將導致儀表示值偏低.3.為了讀出平均值,應對顯示部分作平滑處理.由于電磁流量計的測量部分能快速響應動流流量的變化,忠實地反映實際流量,但是顯示部分如果也如實地顯示實際流量值,勢必導致顯示值上下大幅度跳動,難以讀數,所以,顯示應取段時間的平均值.其實現方法通常是串入慣性環節,選定合適的時間常數后，儀表就能穩定顯示。但若時間常數選得太大,則在平均流量變化時,顯示部分響應遲鈍，為觀察帶來錯覺.動流流量測量方法有三種：a.用響應快的電磁流量計；b.用適當的方法將動衰減到足夠小的幅值,然后用普通流量計進行測量；c.對在動流狀態下測得的流量值進行誤差校正.  有的系統中,b c兩種方法需結合起來才能實現測量,這是因為動幅值大,出估算公式的適用范圍,若僅用阻尼方法,衰減后的動幅值又未能進入穩定流范圍。

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