德國VSERS400流量計辦事處同時我們還經(jīng)營：1.正確選擇外夾式超聲流量計測量點和進行準確的管道參數(shù)測量發(fā)射器安裝位置的選擇遵循以下原則:選擇充滿流體的管段,如流體上流的垂直管段或完全水平的管段;測量點位置應遠離彎管段、通、節(jié)流閥、阻尼孔、縮徑管段或其它會引起紊流的管段,至少有10D管徑的上游直管段和5D的下游直管段。對在泵、控制閥或套管彎曲段后的測量點,為保證更佳精度,其上游直管段長度會要求長達30D任何地方的測量點,一般只需5D的下游直管段。在水平管段上,發(fā)射器一般安裝在管側面的正側線上(以避免管道底部沉淀物或管道部的氣泡、氣穴引起信號丟失)。注意保證管表溫度不超出發(fā)射器的額定工作溫度。zui好選擇內部沒有腐蝕或銹斑的管段,減少測量的困難和不準確性。如不能完全按以上選點要求進行,仍有可能獲得流量測量信號,但信號較弱,精度會降低。(注:D為被檢流量計標稱口徑。)2.超聲波探頭的安裝 選擇合適的發(fā)射器安裝測量點后,對超聲流量計進行設置,根據(jù)管徑的大小,選擇合適的安裝方法。當被檢流量計標稱口徑≤200m時采用V法測量,標稱口徑>200m時采用Z法安裝。將發(fā)射器安裝選定的位置清潔干浄并去掉上面的銹斑剝皮和油漆,注意在水平測量管道發(fā)射器須安裝在3點和9點位置。因為管道內上部位置往往聚有氣泡或氣穴,低部又集有沉淀物,從而引起信號丟失。將耦合劑沿縱長方向涂在每個發(fā)射器發(fā)射面的中央位置上。注意安裝發(fā)射器時要將耦合劑進行擠壓保證發(fā)射器和管表之間無氣泡存在。用不銹鋼帶或尼龍帶將發(fā)射器緊固在管表測量位置注意讓發(fā)射器中線與管側接觸中線保持水平。超聲流量計測量探頭安裝時,應根據(jù)管道水流方向以及兩個探頭上的流向標志正確安放上游發(fā)射器和下游發(fā)射器。3.其他干擾的排除 在周期性比對測試中,每次測量點應固定的永久性測量點。在比對測試完成后,在超聲波探頭的四周管壁涂刷防腐漆,取下超聲波探頭后在安裝位置抹上黃油,并貼上一塊塑料布,用以保護測量點。下次測量時,取下塑料布,擦掉黃油,用手錘擊打測量點,將管道內壁新近結垢震掉,按防腐漆所留下的標記裝上換能器即可測量,方便準確。若聲波信號接受很弱或時有時無,則可能是管道內壁結垢太厚,或者是管內含有大量氣體,使聲波經(jīng)常被阻斷所致。可先用手錘擊打測量點,如果接受的信號強度不斷上升,說明是管壁結垢引起。如擊打無效,則多為管內含有大量氣體所致,排除氣體即可。此外。還可以改變便攜式超聲波流量計探頭安裝位置或方式,探測現(xiàn)場管段流動狀況。例如,沿著管圓周移動兩換能器,核對所測不同位置的線平均流速,zui大流速處可能就是zui接近實際的平均流速位置,因為在最不對稱位置的流速畸變所形成的平均流速讀數(shù)最小。比較探頭按Z法和V法安裝所測得的流速,如兩者相差很大,表明存在嚴重橫向流動,也就是有旋轉流的跡象,應引起注意,采取措施。總之,用便攜式超聲波流量計對在線電磁流量計進行比對測試,只要準確操作,盡量減少隨機誤差和附加誤差,基本上可以對外夾式超聲流量計現(xiàn)場測量的穩(wěn)定性和重復性作一個大致的定性評估。對于確實測量不穩(wěn)定、精確度和穩(wěn)定性偏差較大的長期現(xiàn)場應用的電磁流量計可以及時檢測出來,從而采取更精確和更有針對性的方法和措施,滿足現(xiàn)場計量和測試的需要。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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。 金屬管浮子流量計實現(xiàn)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(wěn)地浮在某一位置上。 大量實驗證明,在一定雷諾數(shù)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(jīng)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(fā)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(wěn)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(jīng)測量管的流量的大小成一--對應關系。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(jù)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。可選用刮刀式、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)含有非磁性顆粒或纖維的固液兩相流時，如漿液擦過電極表面會產生尖峰噪聲，使信號不穩(wěn)，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(jù)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(yè)輸水管道經(jīng)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(fā)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(yōu)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(shù)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(huán)，若是絕緣性的，則要用接地環(huán)，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(huán)，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(huán)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(xiàn)場管道上時，需要選用潛水分離型。
德國VSERS400流量計辦事處 氣體渦輪流量計是速度式流量計量儀表的一種,其傳統(tǒng)結構(圖1)主要由殼體、葉輪支架、軸承支架、葉輪軸、軸承葉輪、導流整流器、計數(shù)裝置組成。當被檢測氣體經(jīng)過氣體渦輪流量計時,氣體在導流整流器中被整流和加速,然后推動葉輪進行旋轉,葉輪轉動的速度和進過流量計的流體流速成正比,通過一系列的減速,最后由計數(shù)裝置對葉輪轉動的圈數(shù)進行累加,達到流量計計量的目的。 但是通過多年的實踐發(fā)現(xiàn)，儀表的精度除了受零部件加工精度的影響以外,和軸承選用也有很大的關系，儀表要想保持長時間的穩(wěn)定運行,軸承必須有足夠的使用壽命,但是,對于進行維修和維護的儀表進行故障統(tǒng)計分析,大多是由于軸承的失效造成了儀表的損壞,對其進行受力分析(圖2)表明,傳統(tǒng)型的流量計結構在軸承的設計方面是一個薄弱環(huán)節(jié)。 葉輪受到氣流的沖擊，氣流對葉輪除了產生驅動葉輪旋轉的推力外,還會產生一個垂直于葉輪的推力F推力，為了維持平衡，固定軸承會受到一個由軸承支架提供的反作用力F反推力。固定軸承為了支撐葉輪及軸系本身的重力會受到-個壓力N反推力,浮動軸承由于阻止葉輪以固定軸承為支點進行旋轉會得到一個壓力T",因此，固定軸承處在一個最惡劣的工作環(huán)境之下,經(jīng)過長時間的運轉，在缺少潤滑的情況下，固定軸承的使用壽命大打折扣。特別是在高速運轉情況下,垂直于葉輪的推力F推力也會隨著轉速的提高而提高，固定軸承的使用狀況隨之更加惡化。事實也正是如此，在維修的氣體渦輪流量計中，離葉輪較近的固定軸承損壞幾乎占到了100%,軸承最后只剩下了內圈外圈,葉輪也因此波及,儀表不得不進行關鍵部件的更換，及時發(fā)現(xiàn)故障并進行排除還好，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，造成經(jīng)濟上的損失我們將無法彌補。為了改善固定軸承的使用環(huán)境,軸承所承受的支撐力我們無法改變，但是，我們可以想辦法改善固定軸承所受到的反作用力F反推力，因此,引入了氣體推力軸承的設計。1.環(huán)境條件 電磁流量計安裝分為兩種:一體式和分體式。(1)現(xiàn)場和環(huán)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(xiàn)以下情況時選用分體式:①環(huán)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(xiàn)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(jù)環(huán)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(guī)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(jù)介質的化學性質，選擇合適的電極，以免出現(xiàn)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(huán)或接液環(huán) 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(huán)或接液環(huán)。接地環(huán)的材料選擇--般考慮經(jīng)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(jié)約成本，可以不設接地環(huán)，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(huán)。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(jù)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(huán)境。德國VSERS400流量計辦事處渦街流量計是依據(jù)流體力學振動現(xiàn)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(xiàn)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(jié)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(shù)，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(shù)來補償。修正后的儀表系數(shù)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(tài)的液體時,為防止氣穴現(xiàn)象出現(xiàn)，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(fā)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(wěn)，可考慮在管線上增加穩(wěn)壓裝置或整流器來消除流速分布的不均勻現(xiàn)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(huán)境1.計量原理 流體通過渦輪流量計時，流速被轉換為渦輪的轉速，轉速再被轉換成與流量成正比的電信號，最后在計數(shù)器上進行顯示和累計。目前，絕大多數(shù)渦輪流量計都為一體化智能流量計，除上述機械計量部分外，還包括1臺體積計算儀，依據(jù)實測工況流量、取壓口實測壓力、測溫口實測溫度及內部設定的一些固定參數(shù)進行計算，將工況體積轉換為可貿易交接的天然氣體積，其原理如圖1所示。2換算原理2.1工作條件下的體積流量計算實用公式工作條件下的體積流量計算實用公式如式(1)所示：式(1)中，qf為工作條件下的體積流量，m3/s；f為輸出工作頻率，Hz，由頻率計采集；k為系數(shù)，m-³，可按流量計銘牌給定值。2.2標準參比條件下的體積流量換算實用公式標準參比條件下的體積流量換算實用公式如式(2)所示：式(2)中，qn為標準參比條件下的體積流量，m3/s；pf為工作條件下的絕對靜壓力，MPa；pn為標準參比條件下的絕對靜壓力，MPa；Tn為標準參比條件下的熱力學溫度，K；Tf為工作條件下的氣體絕對溫度，K；Zn為標準參比條件下的氣體壓縮因子；Zf為工作條件下的氣體壓縮因子。 工作條件下的壓力和溫度的準確度取決于測量儀表。標準參比條件下的絕對靜壓力為101.325kPa，熱力學溫度為293.15K。輸出工作頻率由頻率計采集得到。在不考慮渦輪流量計測量誤差的基礎上，研究范圍可進一步縮小，可主要從天然氣組分對計量的影響和脈動流對計量的影響兩方面進行研究。 高流速時,電磁流量計中的流體為湍流,且雷諾數(shù)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(jù)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(shù)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(shù)分布情況,本文算例設定M=3權重函數(shù)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(qū)域部分,測量區(qū)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(shù)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(shù);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(qū)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(shù)wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發(fā)現(xiàn)油泡所在位置權重函數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)的影響。圖3中左邊的分別為權重函數(shù)分布圖，右邊分別為權重函數(shù)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(shù)的影響就越小。 為了更清楚地揭示電磁流量計的權重函數(shù)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(shù)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(qū)域坐標(x,y)的權重函數(shù);Wxy0為電磁流量計不含非導電物質時測量區(qū)域坐標(x,y)的權重函數(shù);A為權重函數(shù)區(qū)域(測量區(qū)域)。 圖4為不同大小非導電物質對流量計權重函數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)分布幾乎沒有影響。三聚磷酸鈉(俗稱五鈉)的生產過程中有一個中和過程，在該過程中磷酸和純堿按一定比例混合、反應后被制成可用來進一步生產五鈉的中和液。在這樣一一個過程中為使產品質量得到有效控制就需要對加入中和罐的磷酸量根據(jù)分析結果進行精確的批量控制。存在的問題和解決方案 圖1中流量計自1983年裝置投產后就一直使用，到1997年已是殘破不堪，常因其故障使裝置的生產遭受影響。在這種情況下如何來解決好這個問題就很自然地納入了我們的工作日程。我們首先想到的是想按原型號進行更新，但經(jīng)市場詢價后我們發(fā)現(xiàn)這種老式的儀表現(xiàn)在的售價實在太昂貴，竟達十一萬多人民幣一臺，很不合算。經(jīng)研究后，我們認為智能式電磁流量計能擔此任(當時集批處理功能于一身的流量計還不多),其完善的功能和一體式結構既能夠通過表頭上的三個紅外觸摸鍵使將來的操作完全和老儀表一樣在現(xiàn)場完成，也可利用這種儀表本身具有的HART通信功能和RS485接口方便地使用HART通訊器或其它智能終端實現(xiàn)遠程操作。該方案投資僅為三萬元人民幣左右(不計遠程終端，暫未用)。圖1為控制系統(tǒng)圖 2儀表選型和系統(tǒng)設計 (1)根據(jù)工藝的酸流量情況我們選用了口徑為DN50的電磁流量計，針對磷酸的特殊腐蝕特性確定了聚四氟乙烯(PIFE襯里和鉭電極，電源為24VDC(因電磁閥也用該電源)。 (2)調節(jié)閥延用原舊閥。 (3)增加一個直流24V2.SW的二位三通電磁閥，用來控制調節(jié)閥的氣源(該氣源在舊系統(tǒng)中直接受控于流量計)。. (4)因所選流量計本身的觸點輸出容量最大僅為0.1A24W故增加一-個觸點容量為0.5A24V激勵電壓為24VDC的中間繼電器(該繼電器直接固定在流量計自身的接線盒內)用以可靠驅動電磁閥。系統(tǒng)構成示意圖見圖2。電磁流量計傳感器得到的測量信號很弱，一般為微伏、毫伏級別，要進行精確測量就需要對其進行放大處理。前置放大電路的作用就是把傳感器得到的微弱的流量信號放大，同時還可以抑制變送器兩電極對地之間存在的同相干擾。前面提到放大電路輸入阻抗Ri和信號源內阻R5組成分壓電路如圖2.10。 為了降低電磁流量計信號源內阻的影響，放大電路要采用高輸入阻抗。同時為了解決供電電源干擾耦合到輸入回路所帶來的工頻干擾以及勵磁磁場的交變變化所產生的其它干擾(共模干擾)，我們采用差分電路來減少共模干擾的影響。線路如圖2.11該電路特點是一個差分電路，只對兩信號差值進行放大，它的差分能力用抑制比來表示。兩個輸入對地電位相異時的增益和電位相同時的增益之比即稱為“抑制比"，理想上抑制比可以無窮大。這樣我們就能用這個電路測量傳感器兩個電極之間的電位，這樣兩電極對地的干擾電壓(同相干擾)可以在放大時受到抑制。綜合起來，此電路具有放大放大差模信號、抑制共模信號、輸入阻抗高、輸出阻抗低、失調小、溫漂小、線性好和增益穩(wěn)定可調等優(yōu)點。 電磁流量計電路由三個放大器組成A1、A2、R1、R2和RG組成的第一級放大電路為同相放大電路，該電路實際是兩電壓跟隨器，它們兩個反相端由恐相連，具有非常高的輸入阻抗，適合放大微信號；R3、R4、R5、R6和A3組成第二級基本差動放大器，它可以消除第一級的共模信號，整個電路通過對RG的改變來調整放大倍數(shù)。 按照差模和共模輸入的定義，可將VI1和VI2表示為： 令運算放大器A1、A2、A3的輸入失調電壓分別為VI01、VI02、VI03，A1和A2相互失調電壓為VI0，失調電流為VI0；其中VI0=VI01-VI02,這樣簡化得到圖2.12。為了適應儀表網(wǎng)絡化的發(fā)展方向,在系統(tǒng)設計時我們要根據(jù)實際需要為電磁流量計配備合適的通信接口.在當今單片機系統(tǒng)的通信中,RS232和RS485標準總線應用最為廣泛,技術也最為成熟.RS232用來連接兩臺計算機(微處理器)之間的串口通信,當我們需要一個更長的距離或者比RS232更快的速度下進行傳輸?shù)臅r候,RS485就是一個很好的解決辦法.另外,RS485連接不限于僅僅連接兩臺設備.根據(jù)距離,比特率和接口芯片,我們可以用單一導線連接最多256個節(jié)點.為了使電磁流量計的應用范圍更加廣泛,我們選用RS485標準總線來實現(xiàn)儀表和外部系統(tǒng)的通信. RS485是雙向、半雙工通信協(xié)議,允許多個驅動器和接收器掛接在總線上,其中每個驅動器都能夠脫離總線.該規(guī)范滿足所有RS422的要求,而且比RS422穩(wěn)定性更強.具有更高的接收器輸入阻抗和更寬的共模范圍(-7V至+12V). 接收器輸入靈敏度為士200mV,這就意味著若要識別符號或間隔狀態(tài),接收端電壓必須高于+200mV或低于-200mV.最小接收器輸入阻抗為12k,驅動器輸出電壓為±1.5V(最小值)、+5V(最大值). 驅動器能夠驅動32個單位負載,即允許總線上并聯(lián)32個12k的接收器.對于輸入阻抗更高的接收器,一條總線上允許連接的單位負載數(shù)也較高.RS485接收器可隨意組合,連接至同一總線,但要保證這些電路的實際并聯(lián)阻抗不高于32個單位負載(375). 采用典型的24AWG雙絞線時,驅動器負載阻抗的最大值為54,即32個單位負載并聯(lián)2個120終端匹配電阻.RS485已經(jīng)成為POS、工業(yè)以及電信應用中的最佳選擇.較寬的共模范圍可實現(xiàn)長電纜、嘈雜環(huán)境(如工廠車間)下的數(shù)據(jù)傳輸.更高的接收器輸入阻抗還允許總線上掛接更多器件. 因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口.因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸.RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB.9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB.9(針). 通信接口電路如圖3.13所示,我們選用MAX485作為系統(tǒng)的通信接口芯片.MAX485是MAXIM公司推出的支持RS485協(xié)議的低功耗收發(fā)器,它的驅動器擺率不受限制,可以實現(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率.它是用于RS．485通信的半雙工低功率收發(fā)器件,包含一個驅動器和一個接收器,具有輸入接收器和輸出驅動器使能管腳.使用一個半雙工連接的難點就是控制每個驅動器在什么時候被啟用,或者處于激活狀態(tài).當一個驅動器在傳輸?shù)臅r候,必須直到它完成傳輸都保持被啟用狀態(tài),然后在一個應答節(jié)點開始響應之前切換到禁用狀態(tài).MAX485的控制端RE和DE短接,這樣用一個信號可以控制兩種狀態(tài)：接收和發(fā)送.RE和DE為“l”時,發(fā)送端接通,數(shù)據(jù)經(jīng)DI腳后,變成傳送的信號送到傳輸線.RE和DE為“0”時傳輸線上的信號經(jīng)MAX485,當處于發(fā)送狀態(tài)時,數(shù)據(jù)信號經(jīng)發(fā)送端DI,在輸出端A和B上交替出現(xiàn)高電平：當處于接收狀態(tài)時,A和B上交替的高電平信號經(jīng)MAX485轉換成高低電平信號經(jīng)RO輸出.在電磁流量計傳輸過程中,交替的高電平保證通信傳輸回路中始終有電流,能實現(xiàn)可靠通信.一體化孔板流量計是測量流量的差壓發(fā)生裝置,配合各種差壓計或差壓變送器可測量管道中各種流體的流量,孔板流量計節(jié)流裝置包括環(huán)室孔板、噴嘴等.該流量計是一個新的概念，是由專業(yè)制造廠整體組裝的(包括檢測元件、變送器及附件、工藝短管等),并可按用戶要求的系統(tǒng)精度標定合格的孔板流量計系統(tǒng).由于該流量計現(xiàn)場的維護量較小,經(jīng)常被忽略,而孔板流量計所配套的差壓變送器,如果不經(jīng)常調校,日積月累再加上會由于一些客觀的因素而導致測量結果誤差較大.下面就給大家主要介紹下調校一體化孔板流量計測量精度的主要措施：1、溫度對流量計的影響及其修正，流體溫度變化引起密度的變化，從而導致差壓和流量之間的關系變化，其次,溫度變化引起管道內徑,孔板開孔的變化,對溫度變化的修正,就是采取溫度儀表測量現(xiàn)場溫度進而輸入到二次儀表中來修正溫度變化而導致的誤差。2、蒸汽質量流量的計算,一體化孔板流量計測量蒸汽時，先由差壓信號求得流量值，再由蒸汽溫度,壓力值查表得出密度,來計算蒸汽流量質量。3、孔板流量計進行逐臺標定。大家都知道，標準孔板只要設計制造參照相關標準,不需要實流標定就可以直接使用。因為流出系數(shù)可以直接由軟件算出,但是計算機計算畢竟的比較理想的，和現(xiàn)場環(huán)境還是有一定差別的，所以,為了保證測量精度,建議對每臺流量計進行實流標定,把標定出的流出系數(shù)和計算結果進行比對,算出差值,進行修正。4、可膨脹性校正。孔板流量計測量蒸汽,氣體流量時,必須進行流體的可膨脹性校正,具體校正系數(shù)可以參照節(jié)流裝置設計手冊。 5、雷諾數(shù)修正,一體化孔板流量計的流量系數(shù)和雷諾數(shù)之間有確定的關系,當質量流量變化時,雷諾數(shù)成正比變化,因而引起流量系數(shù)的變化。
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