德國VSEVHM02-1流量計定做同時我們還經營：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。渦街流量計至少保證流量計前15倍管徑，流量計后5倍管徑。如流量計前有彎頭，縮進，擴大等干擾源，則需保證流量計前30–40倍的管徑，流量計后6倍管徑。流量計應安裝于調節閥，壓力或溫度傳感器的上游?！　u街流量計主要用于哪些介質流量測量：如氣體、液體、蒸氣等多種介質。利用在流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。常見問題主要有指示長期不準;始終無指示;指示大范圍波動，無法讀數;指示不回零;小流量時無指示;大流量時指示還可以，小流量時指示不準;流量變化時指示變化跟不上;儀表K系數無法確定，多處資料均不一致?？偨Y引起這些問題的主要原因，主要涉及到以下方面選型方面的問題?！　u街流量計技術指標的提高是行業發展的追求，如測量范圍，電阻從超導到1014Ω，溫度從接近絕對零度到1010℃。如測量準確度，時間測量從30萬年不差1秒提高到600萬年不差1秒。追求高穩定性和高可靠性隨著儀器儀表和測控系統應用領域的不斷擴大，可靠性技術在航天航空、電力、冶金、石油化工等大型工程和工業生產中起到維護正常工作的重要作用?！　”Ｕ犀F場儀器儀表的測控系統正常工作的渦街流量計也要求高穩定性和高可靠性。因為新材料的出現和各種加工技術的發展，現代的可靠性按平均無故障時間與10年前相比提高了3倍?！　u街流量計熱敏檢測元件靈敏度高，適用于溫度(<350℃)和較低密度的氣體測量，但因熱敏電阻用玻璃封裝，較脆弱，敞易受流體中的污物、有害物質及顆粒物的影響，所以被測介質還應足清潔的液體或氣體。熱式氣體質量流量計是利用傳熱原理,即流動中的流體與熱源(流體中加熱的物質或測量管外加熱體)之間熱量交換關系來測量流量的儀表，目前主要用于測量氣體。熱式流量儀表用得最多有兩類，一是利用流動流體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱傳導分布效應的熱分布式流量計，曾稱量熱式TMF;另外--類是利用熱消散(冷卻)效應的金氏定律TMF又由于結構上檢測元件伸入測量管內,也稱插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量計算如下:   如圖所示，插入式熱式氣體質量流量計由兩個電阻溫度計組成傳感器，一個測溫探頭，感受流體溫度T2另一個電阻溫度計由電路加熱到溫度T1用來測量流體帶走的熱量變化，亦稱測速探頭。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。當流體流經傳感器時，由于測速探頭的自身溫度T1高于測溫探頭感受的溫度即流體溫度T2,流體便帶走了測速探頭上的一部分熱量(高溫向低溫傳遞)，使T1下降。電路為保持△T恒定，便增加對測速探頭的加熱功率，使△T=T1-T2恒定。流體帶走測速探頭.上多少熱量，電路便增加相應數量的電功率，兩者之間存在著一個函數關系"。設對測速探頭的加熱功率為P1，流體的質量流量為Q,則根據流體流過測速探頭時所帶走的熱量與對測速探頭的加熱功率相對應的原理，得到下列關系式: 式(1)中，PocQ   因此，可以通過測量加熱功率P,來測量帶走這部分熱量的流體的質量流量。由于帶走著部分熱量的是流體的分子，所以，測速探頭直接測量的是流體的質量流速pv,此時，只要乘上管道的橫截面積，就可以得到流體的質量流量了。由于氣體流過探頭時帶走熱量和氣體的質量流量成比例關系,也和探頭間溫差有關，流量越大，兩探頭之間溫差越小，氣體質量流量與溫差之間的聯系通過質量流速ρv建立"。 式中:Qm-質量流量，kg/s; Kv-測量頭儀表系數; a-速度分布系數; B一阻塞系數; x-干擾系數; A-儀表表體(測量管道)的內橫截面積，m² ρv一質量流速，kg/(m²·S)。   基于_上述原理，對于大管徑的流量測量來說,雖無相應的大管徑標定裝置來對流量計進行標定，但只要在標準口徑的標定裝置.上測定相應的質量流速，也就可方便地測量出大管徑中流體的質量流量了。   由熱式氣體質量流量計中于兩個傳感器都是用性能穩定的金屬鉑材料通過特殊工藝密封在316L不銹鋼管或抗酸、堿腐蝕的K2760哈氏合金或鉑套管中制成，因此極為堅固,并不會污染被測流體或受被測流體污染，且其抗腐蝕性能相當好。按照熱式氣體質量流量計安裝方式的不同，可以分為插入式和管段式熱式氣體流量計。插入式流量計(一般有兩部分組成：檢測探頭和轉換器)一般采用法蘭盤安裝或其他方式安裝，將測量探頭插入待測流體管道內，通過轉換器部分對檢測探頭部分采集的信號進行處理，按一定的關系換算成實際流量并通過表頭顯示。插入式流量計在大、中型管道以及特大型管道的流量測量上，相對于管段式流量計有著一定的優勢。管段式氣體流量計，將測量探頭部分固定在一段標準管道內，在使用時，必須要在實際流體管道上轉接上標準管道，分布式熱式流量計多采用這種方法?！　“戳髁坑嫏z測變量的不同，將之分為恒定溫差型和恒定功率型流量計。恒溫差型流量計是指，隨著流體的流動，測量探頭上熱量散失，系統以一定的功率對測量探頭進行加熱，維持兩個探頭恒定的溫度差(比如 100 攝氏度)。恒定功率型是指以某一恒定的功率對測量探頭加熱，流量為零時兩個探頭的溫度差為某一溫度差值(比如100攝氏度)，隨著流量的變化，兩個探頭的溫度差值發生變化，使流量與溫度差值之間體現一定的關系，以此為依據而設計的流量計?！　“凑諢嵩醋饔梦恢玫牟煌?，將熱式氣體質量流量計歸結為熱分布式和熱耗散式兩大類。熱耗散式流量計采用的是熱力學中的金氏定律，因此又稱為金氏流量計。熱分布式流量計利用氣體流動傳遞熱量，改變被測量管道上的溫度分布情況，主要應用在微小流量的潔凈氣體測量和精細制造工藝的過程控制等。渦街流量計系統具有八項功能,即瞬時流量及總流量顯示(質量流量)、瞬時溫度顯示、瞬時壓力顯示、電池容量顯示、密碼設定、設定系統時鐘、流量數據讀取(通過專用的串口從儀表讀取).(1)瞬時流量和總流量顯示　　各個傳感器發出的信號,經過放大和整形后,送入單片機處理,然后單片機將計算得到的瞬時流量送液晶顯示器顯示,在瞬時流量的基礎上,每隔一個沒定的時間進行累加,得到總流量,同時把這個數據送到液晶顯示器顯示.(2)密碼設定　　儀表的密碼分為制造商密碼和用戶密碼兩級.制造商在儀表使用前將儀表常數通過功能設定按鈕輸入儀表,通常這些常數是不能由用戶隨意改變的,因為它們關系到系統的正常運行和顯示正確的流量.用戶密碼用于用戶自己掌握儀表的同常使用,便于用戶列儀表數據的管理.(3)瞬時壓力、溫度顯示　　瞬時壓力和瞬時溫度是經過單片機處理后得到的被測對象的溫度.壓力數掘,通過該數據可以知道被測介質的工作情況,從而可以對某些參數進行人工調整.(4)設定系統時鐘　　儀表內部設置了日歷時鐘,對流量數據按日期進行不斷的儲存,便于對使用情況進行監控,方便用戶對自己的用量的了解.(5)流量數據讀取　　流量數據可以直接從液晶顯示器上面讀取.由于系統設置了外接數據接口(即串口),可以很方便的實現對系統數據的讀取,從而可以實現抄寫系統數據的自動化,節省大量的人力.(6)電池容量顯示　　當電池電壓降到一定程度時,渦街流量計將不能正常工作,為了在儀表能在正常的電壓下工作,通過軟件措施將電池的電量顯示在液晶顯示器上,以便用戶能及時更換電池.1.流量測量　　現階段，渦輪流量計對脈動流的直接測量還存在很大困難，但可通過誤差方程分析、實驗室試驗和專業的脈動流量誤差檢測設備檢測分析某一特定脈動流的測量誤差。前兩種方法基于脈動流的振幅和頻率的可測量性，振幅和頻率的測量可通過激光多普勒技術、熱線風速儀法等。專業的脈動流量誤差檢測設備已有設備制造廠家在生產。1.1誤差方程分析　　通過對機翼理論的研究，可列出涉及慣量、夾角、葉輪半徑、角速度等參數的誤差運動方程，通過編程可求得針對某一特定渦輪流量計的不同振幅和頻率脈動流的測量誤差。依據動量守恒定律，可列出包含流速、切線速度等參數的非線性微分方程，通過計算和分析可理論推導測量誤差。1.2實驗室試驗　　現場實測脈動流的特性，采用已知標準體積壓縮空氣，在實驗室模擬脈動流，將測量值與標準體積進行對比，分析測量誤差。1.3誤差檢測設備檢測　　上海某公司生產的一種燃氣脈動流誤差檢測設備，可較精確地測得脈動誤差值，但暫未在山西省廣泛應用。在絕大多數燃氣公司的實際運行管理過程中，脈動流的特性參數無法在日常運行監測數據中獲取，因此，主要定性地說明脈動流對渦輪流量計計量偏差的影響。2.測量誤差　　已有很多學者針對脈動流對計量的影響進行了研究。分析結果可知，由于葉輪受流體加速影響小，受流體減速影響大，計量始終存在正供銷差。此外，正供銷差取決于脈動流的振幅和頻率，整體來說，如果脈動流頻率大于葉輪角頻率時正供銷差值較大，脈動振幅增大時正供銷差值也隨之增大。3.脈動流對計量結果影響　　A分輸站渦輪流量計距離上游最近的壓縮站（往復式壓縮機增壓）不到7km，且該分輸站工藝布置緊湊。據實地測量，流量計上游直管段長度約為6Dn（Dn為渦輪流量計口徑，mm），下游直管段長度約為4Dn。此外，7km管道沿線地勢高低不平，加之煤層氣氣質水含量較大，導致在低洼處極易形成積液，積液也會造成脈動流?！　?020年8—10月期間，下游公司發現正供銷差持續增大時，對A分輸站和B分輸站的渦輪流量計進行了標定，但標定結果均為合格。隨后下游公司在2020年11月5—7日對A至B分輸站段管線進行了清管作業，共清出污水雜質約23t，清管完成后正供銷差明顯減小。清管前后實際供銷差數據如表6所示?！　〕酥?，通過日常對氣體渦輪流量計的運行監測，供氣瞬時流量每次顯示數據都在變化，且在一定時間內在1個值上下頻繁波動（波動幅度約為依20%）。綜合上述情況，該輸氣管道存在脈動流的可能性很大。脈動流會造成正供銷差影響，對下游接氣單位不利，因此有必要對脈動流的影響進行修正。  渦街流量計與流體密度無關,在測流量時,考慮氣體或蒸汽溫度、壓力變化對密度的影響,需不需要進行密度、溫度壓力補償,從以下幾個方面進行探討。(1)測量介質為液體,且流量以質量流量表示。由于測液體流量時,流量指示一般為質量或重量流量,漩渦流量計由漩渦頻率-流速-體流量X密度=質量流量,當指示值以質量流量表示時,刻度系數中包含密度的因素,所以密度變化對指示值有影響,必須進行密度修正。(2)測量介質為氣體,且以標準狀態下體積表.示。  氣體流量一般習慣均以標準狀態下體積表示,刻度為Nm³/h,但工作時由漩渦頻率→流速→工作狀態體積再折算成標準狀態下體積。作為一臺漩渦流量計,一旦折算系數確定了,那么流體只有處在一個工作壓力、溫度下流量指示值才準確,這個溫度就是設計溫度，這個壓力就是設計壓力。一旦工作條件偏離了設計值也會帶來誤差,所以必須考慮溫度、壓力補償,但不考慮密度補償。(3)測量介質為氣體,且以質量流量表示。  對漩渦流量計,由漩渦頻率→疏速→工作狀態體積流量→設計狀態體積流量→標準狀態體積流量,再乘以標準狀態下氣體的密度而得到質量流量。  顯然,以質量流量表示的漩渦流量計,必須進行氣體組成變化帶來的密度變化的修正,同時工況變化，又增加一個由工作狀態折算到設計狀態的折算系數。這個折算系數是動態的,也就是溫度、壓力補償問題。經過以上分析得出以下結論:(1)無論測氣體或液體，若渦街流量計流量以工作狀態體積流量表示時,沒有密度及溫度、壓力補償問題。(2)無論測氣體、蒸汽或液體流量,以質量流量表示時,液體一般溫度變化范圍大,流體密度變化均需進行密度修正,對氣體過熱蒸汽還需進行溫度、壓力補償。(3)以標準體積流量表示時,流量計必須進行溫度、壓力補償,無需進行氣體密度補償。渦街流量計由殼體、漩渦發生體和放大器組成.一種典型的結構如圖4所示,殼體內插入柱體,由其產生的渦街信號可用各種檢測方式檢出,經放大器放大后,輸出脈沖信號.　　渦街流量計是一種無運動部件的流量計,按其原理分類屬于振蕩型流量計.同屬于這類流量計還有漩渦進動型流量計；振蕩射流型流量計.由于渦街流量計不含有運動部件及對流體沖刷敏感的部件,因而在使用過程中,可靠性高,使用壽命長,并具有一般節流式流量計的優點,精確度穩定,再現性好.在大批量生產和工藝穩定的條件下,可以采用“干校驗法”,即不必逐臺儀表進行實液標定,可根據結構尺寸直接確定儀表常數及儀表精度.渦街流量計是‘種數字式流量計,它輸出的脈沖信號的頻率與流量成線性關系,同時具有量程寬、重復性好．便于遠距離無精度損失的傳輸.此外儀表常數及精度不受介質的壓力、溫度、密度等變量的影響.一旦渦街流量計的結構確定．流體振蕩就服從的客觀規律,其振蕩頻率不能人為地改變,因而儀表常數及其變化規律是客觀的.德國VSEVHM02-1流量計定做1.一般要求：●供電電纜與電磁流量計信號電纜分開鋪設,電纜槽分開,穿線管分開.●電纜進入一次表采用撓性防爆軟管或者波紋管進行保護.護線帽和密封接頭要擰緊,必要時加防水膠帶做二次保護.穿線管檢查是否有毛刺,如果穿線管較粗,則采用防火膠泥進行封堵.●電纜在入口處留出U型彎,同時穿線管出線口要低于表頭,防止雨水進入表頭.●動力電纜如果為單股銅芯則可以不用壓線鼻子,但是必須標識零線,火線及接地線及來線位置.●信號電纜一般為多芯軟線,必須壓線鼻子或者涮錫,同時標識位號及來線位置.在系統側電纜留有一定余量,屏蔽層在系統側單側接地.●無論供電電纜還是信號電纜,在接線前必須進行校線.●現場一次表入水口及出水口雙側接地.接地線采用綠,黃雙色線,確保接地牢靠,同時接地極為等電位.2.詳細接線說明：　　電磁流量計接線一般有以下幾種信號：供電接線,4～20mA信號輸出,上限報警輸出,下限報警輸出,通訊信號等●電磁流量計一般采用220V交流供電或者24V直流供電.本項目污水流量計采用220V交流供電.●該電磁流量計為四線制,自控系統卡件接收4～20mA信號按照四線制方式連接.●上,下限報警輸出均為二次表內集電極開路輸出,為無源輸出,自控系統DI卡輸出24V.實際設計時報警信號不接入自控系統,在自控系統內對瞬時流量設置高,低限報警值.●通訊信號一般采用485通訊.采用兩線制帶屏蔽通訊專用電纜.●如果采用脈沖信號,則需要自控系統提供脈沖卡件.本項目從成本角度考慮采用4～20mA信號.電磁流量計電極對測量介質的耐腐是選擇材料首先考慮的因素，其次考慮是否會產生鈍化等表面效應和所形成的噪聲。1.選擇耐腐蝕材料電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高.常用金屬材料有含鉬耐酸鋼Icr18Ni12Mo2Ti.哈氏合金.耐蝕鎳基合金、B、C、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,它們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應從使用者借鑒該介質在其他設備的應用實際和以往的經驗來確定。有時后要做必要的實驗,如現場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗。最好的實驗是現場掛片,這是最接近實際應用條件的腐蝕性試驗,可以得出比較可靠能否適用的結論。2.避免電極表面效應電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時候電極材料對被測介質有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產生電極表面效應?！　‰姌O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?！　』瘜W反應效應如電極表面與被測介質接觸后,形成鈍化膜或氧化層.他們對耐腐蝕性能可能起到積極保護作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化生成絕緣層?！　τ诒苊饣驕p輕電極表面效應的介質—電極材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經驗尚待在實踐中積累?！　‰姶帕髁坑嫿拥丨h連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電極低,充分有一定腐蝕定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經濟上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環。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.德國VSEVHM02-1流量計定做熱式氣體質量流量計是利用傳熱原理,即流動中的流體與熱源(流體中加熱的物質或測量管外加熱體)之間熱量交換關系來測量流量的儀表，目前主要用于測量氣體。熱式流量儀表用得最多有兩類，一是利用流動流體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱傳導分布效應的熱分布式流量計，曾稱量熱式TMF;另外--類是利用熱消散(冷卻)效應的金氏定律TMF又由于結構上檢測元件伸入測量管內,也稱插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量計算如下:   如圖所示，插入式熱式氣體質量流量計由兩個電阻溫度計組成傳感器，一個測溫探頭，感受流體溫度T2另一個電阻溫度計由電路加熱到溫度T1用來測量流體帶走的熱量變化，亦稱測速探頭。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。當流體流經傳感器時，由于測速探頭的自身溫度T1高于測溫探頭感受的溫度即流體溫度T2,流體便帶走了測速探頭上的一部分熱量(高溫向低溫傳遞)，使T1下降。電路為保持△T恒定，便增加對測速探頭的加熱功率，使△T=T1-T2恒定。流體帶走測速探頭.上多少熱量，電路便增加相應數量的電功率，兩者之間存在著一個函數關系"。設對測速探頭的加熱功率為P1，流體的質量流量為Q,則根據流體流過測速探頭時所帶走的熱量與對測速探頭的加熱功率相對應的原理，得到下列關系式: 式(1)中，PocQ   因此，可以通過測量加熱功率P,來測量帶走這部分熱量的流體的質量流量。由于帶走著部分熱量的是流體的分子，所以，測速探頭直接測量的是流體的質量流速pv,此時，只要乘上管道的橫截面積，就可以得到流體的質量流量了。由于氣體流過探頭時帶走熱量和氣體的質量流量成比例關系,也和探頭間溫差有關，流量越大，兩探頭之間溫差越小，氣體質量流量與溫差之間的聯系通過質量流速ρv建立"。 式中:Qm-質量流量，kg/s; Kv-測量頭儀表系數; a-速度分布系數; B一阻塞系數; x-干擾系數; A-儀表表體(測量管道)的內橫截面積，m² ρv一質量流速，kg/(m²·S)。   基于_上述原理，對于大管徑的流量測量來說,雖無相應的大管徑標定裝置來對流量計進行標定，但只要在標準口徑的標定裝置.上測定相應的質量流速，也就可方便地測量出大管徑中流體的質量流量了。   由熱式氣體質量流量計中于兩個傳感器都是用性能穩定的金屬鉑材料通過特殊工藝密封在316L不銹鋼管或抗酸、堿腐蝕的K2760哈氏合金或鉑套管中制成，因此極為堅固,并不會污染被測流體或受被測流體污染，且其抗腐蝕性能相當好。

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