德國(guó)VSEAHM01/02/03 2/4 S/U G流量計(jì)樣冊(cè)同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng)：渦輪流量計(jì)作為速度式儀表,以動(dòng)量矩守恒為基礎(chǔ),渦輪流量計(jì)基本力矩平衡方程為[1]: 式中 Tb一軸與軸承的粘性摩擦阻力矩(流動(dòng)產(chǎn)生的力矩); Td一渦輪流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩; Th一輪轂表面的粘性阻力矩; Tm一磁電阻力矩和軸與軸承的機(jī)械摩擦阻力矩之和; T1一葉片頂端與傳感器外殼的粘性摩擦阻力矩; Tw一輪轂端面粘性摩擦阻力矩; J一渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; ɷ-渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。   當(dāng)流速較低時(shí),渦輪流量計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)角速度ɷ非常低,接近于0,Tb和Tw也可以忽略不計(jì)。在這種情況下，式(1)可以簡(jiǎn)化為:   由式(2)可以看出提高驅(qū)動(dòng)力矩是降低渦輪流量計(jì)啟動(dòng)排量的一-條捷徑。如圖1所示，傳統(tǒng)渦輪流量計(jì)入口端是直管段和軸向?qū)Я髌?流體流經(jīng)渦輪葉片之前只有軸向速度,對(duì)渦輪的驅(qū)動(dòng)力矩只是對(duì)渦輪葉片作用力的徑向分力產(chǎn)生的力矩。因?yàn)闇u輪葉片螺旋角為45°,如果將導(dǎo)流片改為螺旋角為-45°的螺旋導(dǎo)流片(圖2),當(dāng)流體進(jìn)入導(dǎo)流片時(shí)會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),方向與渦輪葉片正交,使得流體在軸向流動(dòng)速度不變的基礎(chǔ)上增加了徑向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),流體的旋轉(zhuǎn)方向與渦輪葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致,在相同流量條件下,增加了流體對(duì)渦輪葉片的驅(qū)動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)降低啟動(dòng)排量和提高分辨率的目的,整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。1.導(dǎo)電性和非導(dǎo)磁性  通過電磁流量計(jì)的工作原理可知電極上要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),首先電極必須是導(dǎo)體,因此電極必須具有非常好的導(dǎo)電性能。另外,電極處于工作磁場(chǎng)中,為防止磁力線在電極上集中,電極材料必須是非導(dǎo)磁的。2.耐腐蝕性  在電磁流量計(jì)工作的過程中,電磁傳感器部分只有電極與被測(cè)介質(zhì)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(duì)測(cè)試性能的影響主要分為兩個(gè)方面。(1)電極受被測(cè)介質(zhì)的腐蝕或磨損,會(huì)改變兩電極間的距離L。對(duì)式的L求偏導(dǎo),可以得到測(cè)量誤差(2)電極在被腐蝕的過程中,電極上會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的直流漂移電壓,使測(cè)量輸出產(chǎn)生大幅度的波動(dòng),影響到測(cè)試的讀數(shù)。3.電極的表面效應(yīng)  電極的表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象,以及電極的觸媒作用三個(gè)方面。(1)表面化學(xué)反應(yīng)。電極表面與被測(cè)介質(zhì)接觸后,為了抗拒被測(cè)介質(zhì)的腐蝕,往往會(huì)形成一層薄的鈍化膜或氧化層。它們可能會(huì)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(dǎo)致儀器不能正常工作。(2)電化學(xué)和極化現(xiàn)象。由于目前普遍采用低頻矩形波勵(lì)磁,雖然能減弱極化電勢(shì)的影響,但并不能完全消除極化電勢(shì)干擾的影響。極化電勢(shì)與液體介質(zhì)性質(zhì)以及電極材料性質(zhì)有關(guān)。電化學(xué)現(xiàn)象容易在測(cè)量過程中產(chǎn)生漿液噪聲和流動(dòng)噪聲,引起儀表輸出出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。為了避免或減小這個(gè)現(xiàn)象，可選配與被測(cè)液體電化學(xué)和極化電勢(shì)作用小的材料以及低噪聲電極。(3)觸媒作用。被測(cè)介質(zhì)在電極的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測(cè)量。4.電極的表面光沽度  電磁流量計(jì)電極接觸被測(cè)介質(zhì)的表面對(duì)于粗糙度要求非常高,一般都應(yīng)該拋光處理。主要原因有三個(gè)方面:表面光滑的金屬在電解質(zhì)中抗腐蝕性能較強(qiáng);表面粗糙的金屬,其產(chǎn)生的抗拒極化的氧化保護(hù)膜厚度不均勻,容易被顆粒狀、纖維狀等流體中的雜質(zhì)劃破，造成變動(dòng)的直流電位,影響測(cè)量的穩(wěn)定性;表面粗糙的電極容易在測(cè)試過程中被被測(cè)介質(zhì)中的雜質(zhì)污染,表面容易被雜質(zhì)附著結(jié)垢，影響測(cè)試效果。1、測(cè)量管、法蘭、浮子的材料選擇   針對(duì)酒精、乙醛流量測(cè)量,可采用一般防腐材料1Cr18NigTi制作測(cè)量管、法蘭、浮子;針對(duì)粗醋酸、冰醋酸的流量測(cè)量,由于其腐蝕性強(qiáng),則測(cè)量管內(nèi)部接觸被測(cè)介質(zhì)的所有部位和浮子均要襯聚四氟乙烯材料,測(cè)量管、法蘭采用1Cr18NigTi材料。 2.金屬管浮子流量計(jì)和口徑的計(jì)算與選擇(針對(duì)液體流量測(cè)量) (1)當(dāng)工藝專業(yè)提出液體體積流量Qva,我們用下式計(jì)算系數(shù)FV: 其中:ρs是所選擇浮子材料的密度(g/cm3);1Cr18NigTi浮子ρs=7.8(g/cm3);PTFE浮子ρs=3.4(g/cm3);ρs是被測(cè)量介質(zhì)的密度(g/cm3)。(2)根據(jù)以上計(jì)算得到的系數(shù)FV,我們可以得到對(duì)于液體用水標(biāo)校時(shí)的流量QV(水):QV(水)=FV·Qva (3)根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的流量表可選擇出QV(水)所對(duì)應(yīng)的金屬管浮子流量計(jì)的口徑、浮子號(hào)。 (4)按此浮子號(hào)的量程值除以系數(shù)FV得出介質(zhì)的流量范圍QN,刻度可在0.9QN至1.1QN選擇。 (5)舉例說明。原始技術(shù)數(shù)據(jù)見表1,計(jì)算結(jié)果及選擇見表2。 3.現(xiàn)場(chǎng)顯示及遠(yuǎn)傳的選擇   現(xiàn)場(chǎng)顯示選用M7,指示實(shí)際狀態(tài)下流體的瞬時(shí)流量值/小時(shí)。   遠(yuǎn)傳型式可選用Es-電遠(yuǎn)傳輸出4～20mA,亦可選用EX-本安防爆遠(yuǎn)傳輸出4～20mA。 4.顯示儀表選擇   選擇流量積算儀,它具有瞬時(shí)流量顯示和比例累積流量積算功能。電磁流量計(jì)中通常采用兩類基本的勵(lì)磁波形，一種是方波，另一種是正弦波。在正弦波勵(lì)磁模式下，可以有效的降低流體介質(zhì)對(duì)電極的極化作用，能直接波。在正弦波勵(lì)磁模式下，可以有效的降低流體介質(zhì)對(duì)電極的極化作用，能直接測(cè)量管道產(chǎn)生巨大的渦流損耗和磁滯損耗，同時(shí)也給測(cè)量帶來由電磁感應(yīng)引起的同相和正交干擾。在方波勵(lì)磁模式下，由于電極會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象，導(dǎo)致采集的感應(yīng)電壓信號(hào)不夠準(zhǔn)確。方波勵(lì)磁模式中，在測(cè)量非導(dǎo)電液體時(shí)，相對(duì)較高的勵(lì)磁頻率，比如10Hz到200Hz，可以用來獲得好的動(dòng)態(tài)特性或者獲得合理的信噪比，但是這種勵(lì)磁方式有一個(gè)嚴(yán)重的問題，其變壓器效應(yīng)會(huì)引起流量計(jì)的零點(diǎn)漂移并影響測(cè)量精度。　　為了避免以上極化現(xiàn)象和變壓器效應(yīng)，減少干擾，本文研究中采用了一種三值方波勵(lì)磁方式，如圖4-5所示，線圈的勵(lì)磁信號(hào)有正、零和負(fù)三種值。　　本文采用固態(tài)繼電器和直流電源的方式產(chǎn)生三值方波勵(lì)磁電壓，其結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。　　在該電磁流量計(jì)勵(lì)磁方案中，使用LabJackU12控制輸出三值方波的模擬量電壓信號(hào)，通過4個(gè)固態(tài)繼電器組成的開關(guān)系統(tǒng)，直接作用到勵(lì)磁線圈上。插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)發(fā)生模塊包括兩個(gè)傳感器探頭、溫度補(bǔ)償電橋和電壓調(diào)整電路三部分/如圖所示,本課題所設(shè)計(jì)的是插入式恒溫差質(zhì)量流量計(jì),采用熱消散效應(yīng)，所以我們選擇鉑熱敏電阻Pt20和Pt1000分別作為流量計(jì)的流量探頭和溫度探頭，鉑熱敏電阻的阻值對(duì)溫度反應(yīng)靈敏.與所處環(huán)境溫度基本呈線性關(guān)系,確保了我們對(duì)流量計(jì)精度的要求;同時(shí)，鉑熱敏電阻的溫度系數(shù)大,在測(cè)量范圍內(nèi),物理化學(xué)性能穩(wěn)定,可以反復(fù)加熱冷卻,使用壽命長(zhǎng),完全可以用來做傳感器材料,保證流量計(jì)的穩(wěn)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(zhì)量流量計(jì)對(duì)流體流動(dòng)狀態(tài)的影響,保證流量測(cè)量值的真實(shí)有效。1.渦輪流量計(jì)的始動(dòng)流量值qvmin很大程度上取決于軸和葉輪前后軸承間的機(jī)械摩擦阻力矩7b,而它是由軸承與軸的微小間隙內(nèi)流體與固體壁面的粘性摩擦引起的,且內(nèi)部流體可認(rèn)為始終處于層流狀態(tài)。Tb越小,qvmin也越小,因此為了使渦輪流量傳感器在小流量測(cè)量范圍內(nèi)能夠體現(xiàn)良好測(cè)量性能,最重要的是要減少軸和軸承之間的機(jī)械摩擦。2.流體介質(zhì)密度ρ與qvmin值成反比,ρ越大,則qvmin越小。液體密度受溫度影響不大,相比之下溫度的變化會(huì)較大程度改變氣體密度,所以測(cè)量氣體時(shí)要留意溫度因素,以防引起傳感器特性曲線的變化。3.同樣條件下,葉片安裝角β越大,則qvmin越小。　　當(dāng)被測(cè)流體流量大于qvmin后,流量繼續(xù)增加會(huì)使葉輪旋轉(zhuǎn)角速度加快,此時(shí)流體因素阻力矩與機(jī)械摩擦阻力矩相比占據(jù)主要地位,故可認(rèn)為Tb=0。由于流體流動(dòng)狀態(tài)不盡相同,而渦輪流量計(jì)傳感器實(shí)際的特性曲線受流體流動(dòng)狀態(tài)影響.1.Modbus通訊協(xié)議概述   Modbus協(xié)議是應(yīng)用于金屬管浮子流量計(jì)電子控制器上的一種通用協(xié)議。通過此協(xié)議，控制器相互之間控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其他設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行集中監(jiān)控,減少了人力成本，提高了生產(chǎn)效率。  Modbus協(xié)議采用主從工作方式，允許一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)通信,每臺(tái)從機(jī)地址由用戶設(shè)定，地址范圍為1~255。通信采用命令,應(yīng)答方式，每一-種命:令幀都對(duì)應(yīng)一-個(gè)應(yīng)答幀。命令幀由主機(jī)發(fā)出，所有從機(jī)都將收到報(bào)文,但只有被尋址的從機(jī)才會(huì)響應(yīng)命令,返回相應(yīng)的應(yīng)答幀。如果命令幀中尋址地址為0,則視為全局廣播,所有從機(jī)把它當(dāng)一條命令執(zhí)行,不返回應(yīng)答幀。 2.Modbus網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸模式   Modbus網(wǎng)絡(luò)通訊可以設(shè)置為兩種傳輸模式:ASCII模式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。筆者介紹的流量計(jì)采用的是RTU模式。RTU模式主要優(yōu)點(diǎn)是:在同樣的波特率下可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。 RTU模式中字節(jié)的格式如下: 編碼系統(tǒng):8位二進(jìn)制，十六進(jìn)制0-9,A-F。 數(shù)據(jù)位:1個(gè)起始位;8個(gè)數(shù)據(jù)位;奇/偶校驗(yàn)時(shí)1個(gè)停止位,無奇偶校驗(yàn)時(shí)2個(gè)停止位。 錯(cuò)誤校驗(yàn)區(qū):循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。 開始和終止都需要至少35個(gè)字符時(shí)間的停頓間隔。 3.Modbus功能碼   Modbus定義的功能代碼范圍為1~127,不同功能的設(shè)備往往只使用其中的一部分。在主機(jī)要求傳輸中,功能代碼告訴從機(jī)要執(zhí)行一一個(gè)什么動(dòng)作。在從機(jī)響應(yīng)傳輸中，如果從機(jī)發(fā)送的功能代碼與主機(jī)發(fā)送的功能代碼相同,則表明從機(jī)已執(zhí)行所要求的功能;如果不同則表明從機(jī)沒有執(zhí)行所要求的功能，返回了一個(gè)錯(cuò)誤信息。   金屬管浮子流量計(jì)設(shè)計(jì)在通訊過程中用03H(讀取內(nèi)部寄存內(nèi)容和10H（刷新多個(gè)寄存器內(nèi)容）兩個(gè)功能。電磁流量計(jì)有著廣泛應(yīng)用，但是電磁流量計(jì)在使用過程中有很多因素會(huì)影響電磁流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文將導(dǎo)致電磁流量計(jì)產(chǎn)生故障的原因概括為：管內(nèi)液體未充滿、液體中含有固相、因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障、因人為因素造成的故障等。1.管內(nèi)液體未充滿　　管內(nèi)液體未充滿是導(dǎo)致電磁流量計(jì)產(chǎn)生誤差的重要原因。導(dǎo)致管內(nèi)液體未充滿的原因有多種，比較常見的是背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，同時(shí)，管內(nèi)液體未充滿程度不同，其故障表現(xiàn)也有所不同，具體言之，若只有少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，則故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加，即流量測(cè)量值與實(shí)際值不符；若流動(dòng)狀態(tài)呈現(xiàn)為氣泡流或塞狀流，除測(cè)量值與實(shí)際值不符外，還會(huì)因氣相瞬間遮蓋電表面而出現(xiàn)輸出晃動(dòng)等。因此，多種誤差表現(xiàn)均指向管內(nèi)液體未充滿，在實(shí)踐過程中，要正確辨別不同現(xiàn)象，理清其產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)原因。2.液體中含有固相　　液體中含有固相，即：液體中含有粉狀、顆粒或纖維等固體，液體中一旦含有固相便會(huì)導(dǎo)致多種故障產(chǎn)生：漿液噪聲；電極表面玷污；導(dǎo)電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里；襯里被磨損或被沉積物覆蓋，流通截面積縮小等。3.因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障　　因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計(jì)與介質(zhì)接觸的零部件有電與接地環(huán)，匹配失當(dāng)除耐腐蝕問題外，主要是電表面效應(yīng)。一體化孔板流量計(jì)是測(cè)量流量的差壓發(fā)生裝置,配合各種差壓計(jì)或差壓變送器可測(cè)量管道中各種流體的流量,孔板流量計(jì)節(jié)流裝置包括環(huán)室孔板、噴嘴等.該流量計(jì)是一個(gè)新的概念，是由專業(yè)制造廠整體組裝的(包括檢測(cè)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(biāo)定合格的孔板流量計(jì)系統(tǒng).由于該流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)量較小,經(jīng)常被忽略,而孔板流量計(jì)所配套的差壓變送器,如果不經(jīng)常調(diào)校,日積月累再加上會(huì)由于一些客觀的因素而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大.下面就給大家主要介紹下調(diào)校一體化孔板流量計(jì)測(cè)量精度的主要措施：1、溫度對(duì)流量計(jì)的影響及其修正，流體溫度變化引起密度的變化，從而導(dǎo)致差壓和流量之間的關(guān)系變化，其次,溫度變化引起管道內(nèi)徑,孔板開孔的變化,對(duì)溫度變化的修正,就是采取溫度儀表測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)溫度進(jìn)而輸入到二次儀表中來修正溫度變化而導(dǎo)致的誤差。2、蒸汽質(zhì)量流量的計(jì)算,一體化孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽時(shí)，先由差壓信號(hào)求得流量值，再由蒸汽溫度,壓力值查表得出密度,來計(jì)算蒸汽流量質(zhì)量。3、孔板流量計(jì)進(jìn)行逐臺(tái)標(biāo)定。大家都知道，標(biāo)準(zhǔn)孔板只要設(shè)計(jì)制造參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),不需要實(shí)流標(biāo)定就可以直接使用。因?yàn)榱鞒鱿禂?shù)可以直接由軟件算出,但是計(jì)算機(jī)計(jì)算畢竟的比較理想的，和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境還是有一定差別的，所以,為了保證測(cè)量精度,建議對(duì)每臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定,把標(biāo)定出的流出系數(shù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì),算出差值,進(jìn)行修正。4、可膨脹性校正。孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽,氣體流量時(shí),必須進(jìn)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(shè)計(jì)手冊(cè)。　　5、雷諾數(shù)修正,一體化孔板流量計(jì)的流量系數(shù)和雷諾數(shù)之間有確定的關(guān)系,當(dāng)質(zhì)量流量變化時(shí),雷諾數(shù)成正比變化,因而引起流量系數(shù)的變化。1.環(huán)境條件  電磁流量計(jì)安裝分為兩種:一體式和分體式。(1)現(xiàn)場(chǎng)和環(huán)境較好的條件下，一般選用一體式，即傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝成一體。(2)分體式電磁流量計(jì)即傳感器和轉(zhuǎn)換器分開裝于不同地點(diǎn)，一般出現(xiàn)以下情況時(shí)選用分體式:①環(huán)境溫度或流量計(jì)轉(zhuǎn)換器表面受輻射溫度超過60℃;②管道振動(dòng)較大的場(chǎng)合:③對(duì)傳感器的鋁殼嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)合:④現(xiàn)場(chǎng)濕度較大或有腐蝕性氣體的場(chǎng)合:⑤流量計(jì)裝在高空或不方便調(diào)試的場(chǎng)合。2.防爆及防護(hù)等級(jí)  根據(jù)環(huán)境要求，選擇本安、隔爆型電磁流量計(jì)或普通型，并且滿足一定的防護(hù)等級(jí)，按規(guī)范進(jìn)行安裝，提高儀表的安全性。3.電極材料  導(dǎo)電介質(zhì)在電磁流量計(jì)管內(nèi)通過時(shí)，在外加磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，電極的作用就是把產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)引出來,然后放大、輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。電極直接跟介質(zhì)接觸，因此，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，選擇合適的電極，以免出現(xiàn)腐蝕。常用的電極材質(zhì)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(jì)的輸出信號(hào)比較小，一般只有2.5~8mV,小流量時(shí)信號(hào)可能低至幾微伏，外界稍有干擾就會(huì)影響測(cè)量精度。因此，儀表外殼、測(cè)量管、介質(zhì)、儀表屏蔽線等要做好等電位連接，并進(jìn)行可靠、單獨(dú)接地。與介質(zhì)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(jì)性和耐腐蝕性，對(duì)于大口徑的金屬管道上的電磁流量計(jì)，為了節(jié)約成本，可以不設(shè)接地環(huán)，將流量計(jì)的法蘭和管道連起來然后再接地;如果電磁流量計(jì)用在小口徑的管道上或用在非金屬管道上，必須設(shè)置接地環(huán)。5.內(nèi)襯材料  內(nèi)襯主要作用是絕緣，預(yù)防電極短路，同時(shí)保護(hù)測(cè)量管不受介質(zhì)腐蝕。常用的內(nèi)襯材料包括:聚氨酯橡膠、PFA、天然軟橡膠、EPDM橡膠，選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)介質(zhì)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(nèi)襯，延.長(zhǎng)儀表使用壽命。6.供電電源  一般廠家的電磁流量計(jì)采用四線制接線，信號(hào)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。1.正確選擇外夾式超聲流量計(jì)測(cè)量點(diǎn)和進(jìn)行準(zhǔn)確的管道參數(shù)測(cè)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(cè)量點(diǎn)位置應(yīng)遠(yuǎn)離彎管段、通、節(jié)流閥、阻尼孔、縮徑管段或其它會(huì)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(duì)在泵、控制閥或套管彎曲段后的測(cè)量點(diǎn),為保證更佳精度,其上游直管段長(zhǎng)度會(huì)要求長(zhǎng)達(dá)30D任何地方的測(cè)量點(diǎn),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(cè)面的正側(cè)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(hào)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(nèi)部沒有腐蝕或銹斑的管段,減少測(cè)量的困難和不準(zhǔn)確性。如不能完全按以上選點(diǎn)要求進(jìn)行,仍有可能獲得流量測(cè)量信號(hào),但信號(hào)較弱,精度會(huì)降低。(注:D為被檢流量計(jì)標(biāo)稱口徑。)2.超聲波探頭的安裝　　選擇合適的發(fā)射器安裝測(cè)量點(diǎn)后,對(duì)超聲流量計(jì)進(jìn)行設(shè)置,根據(jù)管徑的大小,選擇合適的安裝方法。當(dāng)被檢流量計(jì)標(biāo)稱口徑≤200m時(shí)采用V法測(cè)量,標(biāo)稱口徑>200m時(shí)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(cè)量管道發(fā)射器須安裝在3點(diǎn)和9點(diǎn)位置。因?yàn)楣艿纼?nèi)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(hào)丟失。將耦合劑沿縱長(zhǎng)方向涂在每個(gè)發(fā)射器發(fā)射面的中央位置上。注意安裝發(fā)射器時(shí)要將耦合劑進(jìn)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(cè)量位置注意讓發(fā)射器中線與管側(cè)接觸中線保持水平。超聲流量計(jì)測(cè)量探頭安裝時(shí),應(yīng)根據(jù)管道水流方向以及兩個(gè)探頭上的流向標(biāo)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(duì)測(cè)試中,每次測(cè)量點(diǎn)應(yīng)固定的永久性測(cè)量點(diǎn)。在比對(duì)測(cè)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(hù)測(cè)量點(diǎn)。下次測(cè)量時(shí),取下塑料布,擦掉黃油,用手錘擊打測(cè)量點(diǎn),將管道內(nèi)壁新近結(jié)垢震掉,按防腐漆所留下的標(biāo)記裝上換能器即可測(cè)量,方便準(zhǔn)確。若聲波信號(hào)接受很弱或時(shí)有時(shí)無,則可能是管道內(nèi)壁結(jié)垢太厚,或者是管內(nèi)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(cè)量點(diǎn),如果接受的信號(hào)強(qiáng)度不斷上升,說明是管壁結(jié)垢引起。如擊打無效,則多為管內(nèi)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(jì)探頭安裝位置或方式,探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)管段流動(dòng)狀況。例如,沿著管圓周移動(dòng)兩換能器,核對(duì)所測(cè)不同位置的線平均流速,zui大流速處可能就是zui接近實(shí)際的平均流速位置,因?yàn)樵谧畈粚?duì)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(cè)得的流速,如兩者相差很大,表明存在嚴(yán)重橫向流動(dòng),也就是有旋轉(zhuǎn)流的跡象,應(yīng)引起注意,采取措施。總之,用便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)在線電磁流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)測(cè)試,只要準(zhǔn)確操作,盡量減少隨機(jī)誤差和附加誤差,基本上可以對(duì)外夾式超聲流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的穩(wěn)定性和重復(fù)性作一個(gè)大致的定性評(píng)估。對(duì)于確實(shí)測(cè)量不穩(wěn)定、精確度和穩(wěn)定性偏差較大的長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的電磁流量計(jì)可以及時(shí)檢測(cè)出來,從而采取更精確和更有針對(duì)性的方法和措施,滿足現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量和測(cè)試的需要。1.動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)  所謂電磁流量計(jì)動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)，就是在三值矩形波勵(lì)磁的基本前提下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)流體狀態(tài)對(duì)調(diào)整勵(lì)磁頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而提高測(cè)量的穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，因?yàn)門業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)管路比較復(fù)雜，閥門、彎頭、分支管以及變徑管等對(duì)流體流態(tài)的影響比較大，并且支管路比較短，這樣就不足以消除以上組件對(duì)流體的擾動(dòng)。在這一工作環(huán)境下，通常電磁流量計(jì)穩(wěn)定性比較差，這樣就需要手動(dòng)設(shè)置阻尼系數(shù)來提高測(cè)量的穩(wěn)定性。但是阻尼會(huì)使流量測(cè)量跟蹤速度比較慢，并且沒有辦法及時(shí)反應(yīng)流量的變化，而動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)可以很好的解決這一-問題，倘若體波動(dòng)比較大，就需要自動(dòng)增大勵(lì)磁周期，提高測(cè)量穩(wěn)定性。對(duì)于比較復(fù)雜的環(huán)境，應(yīng)該采用動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)與阻尼設(shè)置兩者相結(jié)合的方式來提升液體測(cè)量的穩(wěn)定性。2.信號(hào)處理系統(tǒng)  所謂信號(hào)處理系統(tǒng)，就是前置放大電路對(duì)接收的流量信號(hào)進(jìn)行有效處理，并且在抑制噪聲和干擾的時(shí)候，對(duì)收到的微弱流量信號(hào)進(jìn)行放大。同時(shí)采用整形電路將差動(dòng)的雙端流量信號(hào)轉(zhuǎn)變成單端流量信號(hào)，采用A/D轉(zhuǎn)換電路將流量信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，隨后將數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)對(duì)數(shù)字進(jìn)行計(jì)算，從而得到流速值和流量值。而智能信號(hào)處理系統(tǒng)能夠很好的解決這些問題，首先對(duì)液體的電導(dǎo)率進(jìn)行檢測(cè)，隨后根據(jù)電導(dǎo)率自動(dòng)的選擇波電容、電阻等，對(duì)不同電導(dǎo)率液體流量進(jìn)行測(cè)量，從而達(dá)到提高測(cè)量精度的目的。3.誤差修正技術(shù)  針對(duì)電磁流量計(jì)的誤差，應(yīng)該采用零點(diǎn)校正與基本誤差修正相結(jié)合的方法，公式如下:V=kE-V0;其中V代表液體實(shí)際流速;k代表基本誤差修正系數(shù)，E代表實(shí)測(cè)流速轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，V0代表零點(diǎn)偏移量。在進(jìn)行誤差修正的時(shí)候，應(yīng).該根據(jù)流量計(jì)傳感器特性進(jìn)行流量分段修正方法的引進(jìn)，并且根據(jù)《電磁流量計(jì)》的規(guī)章制度，對(duì)流量檢定點(diǎn)進(jìn)行劃分，.例如:Qmax(流量測(cè)量上限)、Qmin(流量測(cè)量下限)等，并且對(duì)其進(jìn)行分階段性的修正，從而就能有效滿足測(cè)量精度的具體要求。電磁流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備和站內(nèi)PC機(jī)間的通信采用異步串行通訊控制規(guī)程,并采用地址位喚醒握手協(xié)議.因此在協(xié)議中規(guī)定了傳地址和傳數(shù)據(jù)兩種不同的幀格式,如圖4.4所示.地址幀和數(shù)據(jù)幀都有11位,其中第l位和最后l位相同,分別為起始位和停止位,緊接起始位的是8位數(shù)據(jù)位,第9位為標(biāo)志位,用來區(qū)分所發(fā)送／接受的幀信息是地址幀還是數(shù)據(jù)幀.第9位為1時(shí),表示PC機(jī)發(fā)送/接受的是“地址幀"：第9位為0時(shí),表示主機(jī)發(fā)送/接受的是"數(shù)據(jù)幀".命令幀與校驗(yàn)和的發(fā)送格式與數(shù)據(jù)幀相同,因此可由數(shù)據(jù)幀演化得到.德國(guó)VSEAHM01/02/03 2/4 S/U G流量計(jì)樣冊(cè)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(cè)量。由于流量積算儀功能多，使用非常復(fù)雜，使用時(shí)容易出現(xiàn)問題。一、設(shè)置中易出現(xiàn)的問題1．介質(zhì)及介質(zhì)狀態(tài)的設(shè)置（1）錯(cuò)誤地設(shè)置介質(zhì)，例如，當(dāng)介質(zhì)為蒸汽時(shí)，設(shè)置為空氣。（2）錯(cuò)誤地設(shè)置介質(zhì)狀態(tài)，例如，當(dāng)蒸汽狀態(tài)為過熱蒸汽時(shí)，設(shè)置為飽和蒸汽。2．流量信號(hào)輸入的設(shè)置　　一般為頻率信號(hào)輸入，也有模擬信號(hào)輸入。容易出現(xiàn)的問題是輸入錯(cuò)誤的信號(hào)，如本應(yīng)輸入頻率信號(hào)卻輸入了模擬信號(hào)，或本應(yīng)輸入模擬信號(hào)卻輸入了頻率信號(hào)。3．溫度、壓力信號(hào)輸入的設(shè)置　　溫度信號(hào)輸入一般是模擬信號(hào)，可以設(shè)置為（4～20）mA電流信號(hào)、（0～l0）mA電流信號(hào)、（1～5）V電壓信號(hào)、Pt100鉑電阻信號(hào)。容易出現(xiàn)的問題是設(shè)置了錯(cuò)誤的信號(hào)，如本應(yīng)設(shè)置模擬信號(hào)卻設(shè)置了頻率信號(hào)，或本應(yīng)設(shè)置鉑電阻信號(hào)卻設(shè)置了（4--20）mA電流信號(hào)。　　壓力信號(hào)輸入一般是模擬信號(hào)，可以設(shè)置為（4--20）mA電流信號(hào)、（0～10）mA電流信號(hào)、（1～5）V電壓信號(hào)。容易出現(xiàn)的問題是設(shè)置了錯(cuò)誤的信號(hào)，如本應(yīng)設(shè)置（1～5）V信號(hào)卻設(shè)置了（4～20）mA電流信號(hào)。4．配套流量計(jì)的設(shè)置　　通常可以設(shè)置為孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)。由于流量計(jì)原理不同，因此，在流量積算儀的流量計(jì)算中．不同類型的流量計(jì)有不同的算法，如果流量計(jì)選型錯(cuò)誤，則流量計(jì)算必然出錯(cuò)。5．溫壓補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置　　應(yīng)用在蒸汽介質(zhì)流量計(jì)量時(shí)，需進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。例如一臺(tái)流量積算儀，當(dāng)用于過熱蒸汽時(shí)．需要同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償；當(dāng)用于飽和蒸汽時(shí)，由于一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，只能對(duì)其中一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，只選擇溫度補(bǔ)償或只選擇壓力補(bǔ)償。如果應(yīng)用在天然氣介質(zhì)流量計(jì)量中．需同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償。6．輸入信號(hào)范圍的設(shè)置　　溫度輸入信號(hào)、壓力輸入信號(hào)、流量輸入信號(hào)分別設(shè)置自己的測(cè)量范圍，流量積算儀設(shè)置的流量測(cè)量范圍、溫度測(cè)量范圍、壓力測(cè)量范圍應(yīng)分別大于現(xiàn)場(chǎng)的流量范圍、溫度范圍、壓力范圍。例如，設(shè)置最大流量1O00m3/h，但實(shí)際測(cè)量流量為2000m3／h，超過了積算儀中設(shè)置的流量測(cè)量范圍，則流量計(jì)算出錯(cuò)。二、接線時(shí)易出現(xiàn)的問題　　對(duì)于不同的輸入信號(hào)．需要選擇不同的接線端子。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于操作比較復(fù)雜，接線時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。例如流量積算儀使用在飽和蒸汽下，流量積算儀內(nèi)部設(shè)置為溫度補(bǔ)償，而在實(shí)際接線時(shí)將壓力輸入信號(hào)作為補(bǔ)償信號(hào)接到流量積算儀，造成接線錯(cuò)誤，從而造成流量計(jì)算錯(cuò)誤。　　綜上所述．要正確使用流量積算儀，需要專業(yè)人員嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)操作條件進(jìn)行設(shè)置和接線，以保證流量積算儀的正確使用；同時(shí)，流量計(jì)量人員應(yīng)按照用戶要求.模擬流量積算儀現(xiàn)場(chǎng)使用條件進(jìn)行流量積算儀的檢測(cè)。為了提高孔板流量計(jì)的準(zhǔn)確度,可采取以下措施。1.標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置的制造與安裝　　利用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量必須嚴(yán)格按照SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工制造、檢驗(yàn)、安裝和使用。特別是孔板直角入口邊緣尖子度和測(cè)量管內(nèi)壁粗糙度的加工和檢驗(yàn);孔板前后直管段長(zhǎng)度的保證，直管段圓度、臺(tái)階以及孔板與測(cè)量管同軸度的保證。另外，開發(fā)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的設(shè)計(jì)軟件,可提高節(jié)流裝置設(shè)計(jì)和儀表選型的技術(shù)水平。2.采用可換孔板裝置與定值節(jié)流裝置　　可換孔板節(jié)流裝置是一種新型節(jié)流裝置,節(jié)流元件精確地安裝在固定的座體內(nèi)(座體通過法蘭與管道連接)，在不拆動(dòng)管道或不停止流體輸送的情況下，可方便地提升孔板，進(jìn)行檢查、清洗或更換,從而保證了計(jì)量準(zhǔn)確度。采用液壓升降的裝置,孔板提升輕便,特別適用于大口徑孔板。這種節(jié)流裝置還配有清洗室和清洗機(jī)構(gòu),為解決污垢介質(zhì)，特別是單井天然氣的準(zhǔn)確計(jì)量提供了有效手段。　　定值節(jié)流裝置改變了現(xiàn)有節(jié)流裝置根據(jù)計(jì)算結(jié)果加工其孔徑的方法,對(duì)每種通徑測(cè)量管道配以有限數(shù)量的節(jié)流件,孔徑系列按優(yōu)先數(shù)系選用,每種通徑配35種不同孔徑比β值的孔板。目前節(jié)流裝置設(shè)計(jì)猶如量體裁衣，定值節(jié)流裝置則變成成衣選用,采用定值節(jié)流裝置有利于產(chǎn)品批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本,方便選用和使用，便于監(jiān)督生產(chǎn)。可換孔板節(jié)流裝置和定值孔板相配套,將改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,實(shí)現(xiàn)了節(jié)流裝置產(chǎn)品系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化,有利于提高標(biāo)準(zhǔn)孔板裝置計(jì)量的準(zhǔn)確度。　　標(biāo)準(zhǔn)孔板存在的缺點(diǎn)是入口直角銳利度易在流體沖刷下發(fā)生鈍化。據(jù)估計(jì),鈍化嚴(yán)重的可能使流出系數(shù)偏移1%~2%,鈍化后其流出系數(shù)較為穩(wěn)定,這在流量計(jì)算中給孔板入口直角銳利度的精確修正帶來很大的困難。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的流出系數(shù)是穩(wěn)定的，另外，在同樣流量和相同β值時(shí)噴嘴的壓力損失只有孔板的30%。影響標(biāo)準(zhǔn)噴嘴推廣使用的主要原因是噴嘴制造成本高,在標(biāo)準(zhǔn)中噴嘴的流出系數(shù)不確定度較大(約2%)。采用定值節(jié)流件,專用加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本,而個(gè)別校準(zhǔn)則可得到高精確度的流出系數(shù),在天然氣流量測(cè)量中用噴嘴代替孔板，其優(yōu)點(diǎn)是明顯的。3.應(yīng)用合理的流量積算方案　　根據(jù)天然氣計(jì)量工況條件和用戶對(duì)計(jì)量精度的要求，應(yīng)采用對(duì)壓力、溫度和天然氣組分變化對(duì)流量自動(dòng)部分補(bǔ)償或全補(bǔ)償?shù)姆e算方案，計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量?jī)x表配備和精度的選用應(yīng)符合GB/T18603-2001妖然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》。用智能差壓變送器,壓力變送器、溫度變送器和流量計(jì)算機(jī)組成在線檢測(cè)系統(tǒng)，使溫度和壓力變化得到補(bǔ)償，可以提高測(cè)量準(zhǔn)確度,降低流態(tài)脈動(dòng)(或波動(dòng))引起的流量測(cè)量附加誤差。孔板流量計(jì)量程比一般為1~3,而實(shí)際測(cè)量天然氣流量變化有時(shí)會(huì)超過這個(gè)范圍。在這種情況下，其測(cè)量準(zhǔn)確度顯著下降,如果采用定值節(jié)流裝置,寬量程智能差壓變送器與流量計(jì)算機(jī)配套使用,可方便地?cái)U(kuò)展流量量程或遷移量程,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)孔板流量計(jì)的智能化。對(duì)于超聲波流量計(jì)，流量修正系數(shù)K定義為沿超聲流量計(jì)信號(hào)傳播聲道上的線平均流速Lv與管道截面平均流速Vs的比值。由式(2-13)和式(2-14)可以得到層流狀態(tài)下的流量修正系數(shù) K 為由式(2-17)和式(2-18)可以得到湍流狀態(tài)下的流量修正系數(shù)K為根據(jù)表1可以得到不同雷諾數(shù)下湍流流態(tài)的流量修正系數(shù)K，而在實(shí)際工程應(yīng)用中，當(dāng)管道內(nèi)流體雷諾數(shù)Re＜105時(shí)，湍流狀態(tài)流量修正系數(shù)K為 當(dāng)管道內(nèi)流體雷諾數(shù)Re＞105時(shí)，湍流狀態(tài)流量修正系數(shù)K為　　上述對(duì)于流量修正系數(shù)的分析是基于超聲波流量計(jì)處于理想的安裝條件下，即安裝處管道內(nèi)流體充分發(fā)展。實(shí)際流量修正系數(shù)不僅與雷諾數(shù)有關(guān)，還與管道的安裝狀況、流量計(jì)上下游管段長(zhǎng)度等因素有關(guān)。通常情況下管道內(nèi)實(shí)際流態(tài)分布與理想流態(tài)分布有偏差，對(duì)流量計(jì)的測(cè)量精度產(chǎn)生影響，因此在管道布置和流量計(jì)安裝時(shí)，一般要求上游直管段大于10倍管道內(nèi)徑，下游直管段要大于5倍管道內(nèi)徑。德國(guó)VSEAHM01/02/03 2/4 S/U G流量計(jì)樣冊(cè)流量計(jì)工況與標(biāo)況(立方與標(biāo)方)如何換算 m3/h

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