德國VSEAP4流量計公司同時我們還經營:1.渦街流量計的測量范圍較大,一般10:1,但測量下限受許多因素限制:Re>10000是渦街流量計工作的最基本條件,除此以外,它還受旋渦能量的限制,介質流速較低,則旋渦的強度、旋轉速度也低,難以引起傳感元件產生響應信號,旋渦頻率f也小,還會使信號處理發生困難。測量上限則受傳感器的頻率響應(如磁敏式一般不超過400Hz)和電路的頻率限制,因此設計時一定要對流速范圍進行計算、核算,根據流體的流速進行選擇。使用現場環境條件復雜,選型時除注意環境溫度、濕度、氣氛等條件外,還要考慮電磁干擾。在強干擾如高壓輸電電站、大型整流所等場合,磁敏式、壓電應力等儀表不能正常工作或不能準確測量。2.振動也是該類儀表的一大勁敵。因此在使用時注意避免機械振動,尤其是管道的橫向振動(垂直于管道軸線又垂直旋渦發生體軸線的振動),這種影響在流量計結構設計上是無法抑制和消除的。由于渦街信號對流場影響同樣敏感,故直管段長度不能保證穩定渦街所必要的流動條件時,是不宜選用的。即使是抗振性較強的電容式、超聲波式,保證流體為充分發展的單向流,也是不可忽略的。3.介質溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響。如壓力應力式渦街流量計不能長期使用在300℃狀態下,因其絕緣阻抗會由常溫下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,輸出信號也變小,導致測量特性惡化,對此宜選用磁敏式或電容式結構。在測量系統中,傳感器與轉換器宜采用分離安裝方式,以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。渦街流量計是一種比較新型的流量計,處于發展階段,還不很成熟,如果選擇不當,性能也不能很好發揮。只有經過合理選型、正確安裝后,還需要在使用過程中認真定期維護,不斷積累經驗,提高對系統故障的預見性以及判斷、處理問題的能力,從而達到令人滿意的效果。根據以上的介紹,我們在設計選型或更新改造時, 要結合流量計特性和介質的情況進行合理選擇,充分發揮各種流量計的優點,揚長避短,同時應考慮投資成本.下面根據天然氣凈化廠各種介質的特點和目前使用流量計的實際情況提出流量計選型的基本原則.1.天然氣的測量 天然氣是凈化廠的生產對象,進廠的原料和出廠的產品都是天然氣,由于進廠的原料天然氣(濕天然氣)含有少量的固,液體雜質,H2S和CO2含量較高,有一定腐蝕性,流量計可選擇帶閥式孔板節流裝置的孔板流量計,以便定期清洗更換孔板, 防止孔板的銹蝕和入口邊緣磨損,提高計量準確度;出廠天然氣比較干凈可選擇帶閥式孔板節流裝置的流量計或氣體超聲流量計,氣體超聲流量計適用于大管徑流量測量,準確度可優于1.0%,但一次性投資較高;對于工廠用天然氣,由于管徑較小,除孔板流量計外,也可選擇旋進旋渦流量計,渦輪流量計等,選用渦輪流量計時應在上游安裝過濾器.2.酸性氣的流量測量 凈化廠的酸性氣是含有很高濃度的H2S和CO2的氣體,這是凈化廠從原料天然氣中處理出來的主要物質,該氣體的特點是壓力低,帶有一定水汽,腐蝕性強;因此測量酸性氣流量的流量計可選用孔板流量計,均速管流量計,楔形流量計或彎管流量計,目前使用的有孔板流量計和均速管流量計,從流量計結構上講,選擇楔形流量計比較合適,它不存在積液問題,維護量也很小.3.蒸汽流量測量 過去普遍使用孔板流量計,由于孔板流量計在高溫下孔板易變形,因此,可選擇渦街流量計,均速管流量計,楔形流量計或質量流量計,但應考慮溫度壓力修正.4.化學溶液流量測量 天然氣凈化廠用于工業生產的化學溶液品種不是很多,對于脫硫和脫水的化學溶液由于是反復循環使用,溶液中含有部分懸浮物,過去大多數使用孔板流量計是不太合適的, 應選擇楔形流量計或彎管流量計;也可選用外夾式超聲流量計;鹽酸和氫氧化鈉流量測量應選擇帶防腐內襯的電磁流量計.5V液體硫磺流量測量 液體硫磺是天然氣凈化廠的副產品,過去由于流量計產品的局限性,很多凈化廠均沒有安裝流量計,部分廠安裝了渦輪流量計,但使用效果不佳;目前可供選擇的有質量流量計和楔形流量計.由于液體硫磺一般管壓力都不太高, 因此選用質量流量計較為合適.6.工業循環水流量測量 由于水的測量相對容易一些,因此可供選擇的流量計比較多,如孔板流量計,渦街流量計,均速管流量計,電磁流量計,超聲流量計都可用于工業水測量;若測量管口徑較大,選擇超聲流量計比較理想,對于較小口徑的選用電磁流量計效果比較好.7.污水流量測量 污水流量測量選擇電磁流量計,楔形流量計比較合適,水質較好也可選用孔板流量計.1.被測介質電導率 電磁流量計測量的流體必須是導電的,一般只要電導率超過閾值,即使變化也不影響測量值,但低于閾值將會增大測量誤差;通常要求液體電導率不小于5μS/cm,去離子水電導率不小于20μS/cm。2.被測介質溫度 電磁流量計一般只能用于工藝介質溫度不高于180℃的場合。選型時,要根據被測工藝介質的溫度范圍,選擇測量管內襯材料及傳感器線圈的漆包線的耐溫等級。常用測量管襯里材料有聚四氟乙烯(PTFE),適用溫度范圍-40~+180℃;氯丁橡膠(Neoprene),適用溫度<65℃;聚氨酯橡膠(Polyurethane),適用溫度<65℃;3.當被測液體為酸、堿、鹽等高腐蝕性介質時 因為電磁流量計僅測量管襯里和電極與被測介質接觸,所以只要選好這兩者的材質即可。耐酸、堿等強腐蝕性介質的襯里常選用聚四氟乙烯(PTFE),耐磨損類如礦漿、結晶類介質的襯里可選用聚氨酯橡膠(Polyurethane)。對于電極材質的選,擇,一般可查有關防腐蝕手冊[2],對于混酸等成份復雜的介質,應做掛片試驗。4.當被測液體為臟污流(兩相,漿液等)介質時(1)當介質含有固體顆粒時,水平安裝易使下半部內襯及電極磨損嚴重,這時選用垂直安裝較好;襯里要選用高耐磨性材料,如陶瓷或聚氨酯橡膠;電極則采取--些結構措施以防磨損漏液。(2)測量會在管壁附著和沉淀的物質的流體時,應注意電極的污染??蛇x用刮刀式、可更換式。管壁的附著則可用提高流速以起到自清洗作用,或采取比較方便易清洗管道的連接方法。(3)含有非磁性顆?;蚶w維的固液兩相流時,如漿液擦過電極表面會產生尖峰噪聲,使信號不穩,可選用市電交流激磁或雙頻激磁儀表。5.工藝介質的流速 儀表口徑是根據管道內平均流速而定的,通常選用與管道相同的口徑或略小些。一般工業輸水管道經濟流速為1.5~3m/s,易粘附沉積結垢物質則提高到3~4m/'s或更高,礦漿等磨蝕性強的為2~3m/s。電磁流量計的液體流速范圍可在1~10m/s之間選用。原理上,上限流速并沒有限制,滿度流量的流速下限一般為1m/s,有些產品為0.5m/s,低于此流速,從測量準確度出發應改用小管徑,以異徑管連接到管道。但加裝異徑管要注意壓力損失的問題。圖1為流量計口徑、流速與流量關系的曲線圖,計算儀表口徑時可參照。6.大口徑時電磁流量計的選擇 電磁流量計按安裝形式可分為管道式和探頭式。一般優先選用管道式電磁流量計;當工藝管徑較大且考慮設備費用時,或安裝時不允許管道停流的情況下,可選用探頭式電磁流量計(精度可達0.5級)。(1)探頭式可裝配球閥,可在管道不停流情況下拆、裝,利于儀表的在線安裝和維護。(2)探頭插入深度只需很短,對管道阻力小。--般在直管段足夠長時,采用平均流速點測量法,這種方法的測量精度基.本不受雷諾系數變化的影響,探頭的插人深度僅為R=0.121D;當直管段較短時,一般采用中心流速點測量法,插入深度R=0.5D(其中D為管道直徑)。7.工藝管道材質 若連接儀表的管道是(相對于被測介質)金屬導電性的,不需要接電環,若是絕緣性的,則要用接地環,可用普通型,它的材質應與被測介質的腐蝕性相適應。若被測介質是磨損性的,則宜選用帶頸接地環,以保護進、出口端的襯里,延長使用壽命。8.安裝儀表的工藝管道段的敷設位置 電磁流量計的安裝形式可分為三種:一體型、分離型和潛水分離型(IP68)。一般情況選用一體型,它將流量計的傳感部分和轉換部分(表頭)裝于一體,便于安裝使用;當管道敷設的位置較高不便觀察或安裝在環境差的場合,可采用分離型,分離長度一般不超過30m;當傳感器需要安裝在井下、水下的被測現場管道上時,需要選用潛水分離型。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。針對傳統電磁流量計用信號電纜的易受電磁干擾和內部產生較大噪音的性能缺陷,首先根據電磁流量計用信號電纜的特點及其運行環境要求設計了多種結構方案,而后綜合考慮電纜抗電磁干擾水平、內部噪音水平、工藝的實現難度和制造成本等因素對相關設計方案進行反復篩選,最終確定了新型低噪音電磁流量計用信號電纜的結構?! ≡撔滦碗娎|的結構如圖1所示。導體為單股退火鍍錫軟銅線,以提高導體的導電性和防腐蝕性。在導體外繞包一層薄F4(聚四氟Z烯)半導電帶,有利于降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪音。絕緣采用材料較為純凈.介電常數較小具有一定彈性的聚丙烯絕緣級材料,并采用擠壓式擠出,減小絕緣層與導體的向隙。采用對絞組作為信號傳輸線,由于在兩根傳輸線上感應的電壓接近相等,減小了電壓差值,提高了信號傳輸穩定性;對絞組由兩種不同顏色絕緣線芯組成,相鄰線對對絞節距應不大于100mrmn。對絞分屏蔽紀(即對對絞組進行分屏蔽,每對對絞組外繞包兩層聚酯帶和--層厚0.04mm鋁塑復合帶繞包,內置-根7X0.26mm鍍錫銅絞線作引流線)有利于對不同對絞組之間信號中音的抑制和隔離。對絞分屏敞組同心式絞合成纜,在對絞分廉蔽組間]填充非吸濕性材料,以保證纜芯圓整。在成纜纜芯外繞包兩層聚酯帶,再采用鋁塑復合帶繞包,內置鍍錫銅線作引流線,以提高電纜電磁屏蔽能力??偲脸▽油鈹D包隔離層(隔離護套).隔離層采用絕緣級低密度聚乙烯材料。隔離層外采用鎧裝層,鎧裝材料為高導磁合金鋼帶.其為強磁材料,叮將外來的磁通大部分限制在鎧裝層的外表面上(僅布少部分能進.人被屏蔽的空間);鎧裝時對高導磁合金鋼帶采用縱包焊接,確保其形成.連續圓杜管;鎧裝層可提高電纜抗電您T擾水平以及對電纜進行加強,減少電纜振動引起的電動勢。外護奈采用監色軟PVC(聚氯乙烯)護層級電纜材料擠包,實現電纜防護?! ≡撔滦偷驮胍綦姶帕髁坑嬘眯盘栯娎|通過開發新的結構和選用新的材料具有了高抗電磁干擾能力和優異的低噪音性能,可實現信號的高分辨率、高精度和穩定傳輸:a.通過采用絕緣線芯對絞、對絞鋁箔分屏蔽、引流線設置、鋁箔總屏蔽、全封閉鋼合金鎧裝屏蔽等綜合設計,對內外部電場和磁場形成有效的屏蔽隔離,抑制了內部串音,降低了信號傳輸的波動性,大大提高了電纜的抗電磁干擾水平,提高了電纜傳輸信號的準確性和可靠性。在實際工程安裝中,電纜也不必穿金屬管敷設,可降低工程成本。b.采用鍍錫導體以及導體外設置F4半導電帶,有利于降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪音,同時電纜整體設計結構緊湊,尤其是鋼合金鎧裝層的設計,使得電纜內部相對滑動少,一定程度上也減少了電纜內部摩擦起電噪音的產生,這樣可以將原始噪音降低2~3個數量級,極大地提高了傳輸信號的分辨率和精度,減小了電磁流量計的計量誤差,大大提高了電磁流量計的計量準確性、精確性和可靠性,完全可滿足微量精確計量場合的使用要求。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。1.一般要求:●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.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。德國VSEAP4流量計公司1、根據工藝設計資料和實際情況確認使用流量范圍,在計算基礎上確定流量計的口徑。若渦街流量計選型過大,管道內介質的流速低于流量計工作的下限值,就會產生小流量時輸出信號不穩定,大流量時輸出信號穩定。2、流量計附近有大功率的電機或強電場時,容易引起干擾信號,有可能管道內無介質流通,但僅表有流量顯示。動力線同流量計信號輸出線并排走向靠近時,有可能使流量計輸出信號偏小。管道內有正常流量,但傳感器輸出頻率偏小很多。33流量計應單獨接地,若接地不良,或管道振動.大,而引入干擾信號就會產生管道內無流量,但傳感器有輸出信號。3、流量計應單獨接地,若接地不良,或管道振動.大,而引入干擾信號就會產生管道內無流量,但傳感器有輸出信號。4、流量計調節閥門應裝在流量計下游,若閥門裝在流量計上游,在小流量時產生射流,會引起流量值的偏差和穩定性。5、介質溫度小于150℃時選一體型,高于150℃時或環境溫度、溫度都比較高時,應選用分體型。6、渦街流量計投用前,對管道應進行清洗,以沖掉管道內的鐵銹、焊渣等雜物,防止擊壞儀表。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。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%。 高流速時,電磁流量計中的流體為湍流,且雷諾數越大,流體小尺寸結構越小。但流體整體向前的流速不會因為湍流而減小,這樣的情況下可知電磁流量計流體中的非導電物體的尺寸更小。當含水率不變,非導電物體物質半徑變小后對電磁流量計的整體流速分布不變、對流量計的磁場分布影響較小。根據式(1)可知,電磁流量計中非導電物質的半徑大小對流量計的權重函數是有影響的。 當電磁流量計中心橫截面內含有M(M=0,1,2.,-.)個油泡時傳感器的權重函數分布情況,本文算例設定M=3權重函數分布情況計算方式。圖1為電磁流量計傳感器截面內存在3個球形油泡時的結構模型圖。其中,x軸與y軸與圖1描述--致,圖1中只顯示了測量區域部分,測量區域流體中存在3個油泡。y正半軸、負半軸與管壁的交點是流量計的電極位置。 圖1中3個油泡相互不重疊,此時傳感器內部感應電勢仍滿足Laplace方程。為了對該問題進行求解,需建立2種坐標系,一種是以傳感器中心為原點建立的二維直角坐標系(x,y),另一種是以各個油泡中心為原點建立的M個二維極坐標系(ri,θi)。首先在二維直角坐標系下對該問題進行求解(本例M=3),求解感應電勢方程時需借用一個輔助的格林函數G,G滿足Laplace方程且邊界條件 式中,R為電磁流量計半徑的長度值;მG/an為電勢在半徑方向上的導數;δ(θ)為電勢G在流量計管壁處所滿足的條件,其值僅在電極表面處不為0。當流體中存在油泡時,G表達式為 式中,R為測量管的半徑;x與y分別表示測量區域中的位置。 當電磁流量計流體中存在3個油泡時,G=G+G1+G2+G3圖2顯示了流量計流體截面中存在3個不重疊的油泡時,流量計截面內部權重函數wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發現油泡所在位置權重函數值是0。當然,存在多個油泡分布在不同位置流體中時權重函數分布情況也可以用上述方法計算。 仿真實驗中,設定不同大小的非導電物質對電磁流量計權重函數進行仿真,如圖3所示為不同大小非導電物質對電磁流量計權重函數的影響。圖3中左邊的分別為權重函數分布圖,右邊分別為權重函數等勢圖,其中R單位為cm。從圖3中可見,當電磁流量計中的非導電物質半徑越來越小,對電磁流量計的權重函數的影響就越小。 為了更清楚地揭示電磁流量計的權重函數與流量計中非導電物質半徑之間的關系,定義c為非導電物質對流量計權重函數的影響的評價指標式中,Wxy為含有油泡等非導電物質時電磁流量計在測量區域坐標(x,y)的權重函數;Wxy0為電磁流量計不含非導電物質時測量區域坐標(x,y)的權重函數;A為權重函數區域(測量區域)。 圖4為不同大小非導電物質對流量計權重函數的影響分析圖。圖4中橫軸為非導電物質半徑,縱軸為權重函數的影響因子c。從仿真結果可以看出流體中的非導電物質半徑較小時,對電磁流量計的權重函數影響越小。在本例中,當流體中非導電物質小于0.02R時,對電磁流量計的權重函數分布幾乎沒有影響。 氣體渦輪流量計中渦輪結構有焊接式和整體式,焊接式渦輪將葉片和輪轂焊接,整體式渦輪利用先進的CAD/CAM技術和數控加工技術直接加工成型。葉片型式主要有平板式和螺旋式,平板式葉片主.要應用于大外徑焊接式渦輪,而螺旋式葉片應用較為廣泛;材料主要有鋁合金和不銹鋼,鋁合金與不銹鋼相比具有自重較輕,工藝性好等特點;渦輪平均直徑受流量計流通管徑即型號的限制,可作為定參數處理;葉片數量選取主要考慮重疊度對儀表性能的影響,---般取13~20;葉片角度直接影響氣體介質.對其產生驅動轉矩的大小,氣體介質對渦輪的驅動轉矩公式為 式中:Td為驅動力矩,N.m;fd為周向驅動力,N;u1為介質入口速度,m/s;ɷ為渦輪角速度,rad/s。 綜上述所述,采用整體式葉輪結構,螺旋型葉片,葉片數量為20。對于螺旋型葉片,需要確定葉片的螺旋角,根據式(2),要得到最大推動力矩,葉片螺旋角應為45°,但力矩公式是根據葉柵繞流計算得到,難免會和實際工況有所偏差。參考常用葉片角度,選取35°.45°和55°螺旋升角渦輪作為實驗對象,氣體渦輪流量計渦輪結構參數如圖2所示。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VSEAP4流量計公司插入式熱式氣體質量流量計的信號發生模塊包括兩個傳感器探頭、溫度補償電橋和電壓調整電路三部分/如圖所示,本課題所設計的是插入式恒溫差質量流量計,采用熱消散效應,所以我們選擇鉑熱敏電阻Pt20和Pt1000分別作為流量計的流量探頭和溫度探頭,鉑熱敏電阻的阻值對溫度反應靈敏.與所處環境溫度基本呈線性關系,確保了我們對流量計精度的要求;同時,鉑熱敏電阻的溫度系數大,在測量范圍內,物理化學性能穩定,可以反復加熱冷卻,使用壽命長,完全可以用來做傳感器材料,保證流量計的穩定性要求;而且熱敏電阻的體積可以做到很小,減小插入式熱式氣體質量流量計對流體流動狀態的影響,保證流量測量值的真實有效。
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