德國VSERS100流量計供應商同時我們還經營: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、線性好和增益穩定可調等優點。 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?! “凑詹钅:凸材]斎氲亩x,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。流量計檢定時對檢定用流體的要求1.檢定用流體應為單相氣體或液體,充滿試驗管道,其流動應無漩渦。2.檢定用流體應是清潔的,無可見顆粒、纖維等物質當檢定用流體為液體時的要求:(1)其介質在管道內和流量計內任一點上的壓力應高于其飽和蒸氣壓。對于容易氣化的介質,在流量計下游應有一定的背壓。推薦背壓為最高檢定溫度下檢定用液體飽和蒸氣壓力的1.25倍(2)液體中不能夾雜氣體,在每次檢定過程中,液體溫度變化應不超過±0.5℃。(3)液體的黏度應盡量與流量計實際測量液體的黏度相一致。如有差異,對流量計的影響一般應不超過流量計最大允許誤差的1/3(4)當檢定液體的黏度不能滿足被檢流量計的要求時,可按其黏度修正公式進行黏度修正(5)由于電磁流量計只能測量導電液體。其檢定用液體的電導率應在5mS/m(50uS/cm)至500mS/m(5000uS/cm))的范圍內,或根據流量計制造廠給出的技術指標確定。當檢定用流體為氣體時的要求:(1)其介質與實際使用介質的密度、黏度等物理參數相接近(2)氣體中應無游離水或油等雜質存在,粉塵等固體物的粒徑應小于5um。(3)每一次檢定過程中,介質的溫度變化應不超過±0.5℃~±1℃。其壓力波動應不超過±0.5%。當檢定用氣體為天然氣時的要求:(1)天然氣氣質應符合GB17820-2012Z類氣的要求。天然氣的相對密度為0.55~0.80。(2)在檢定過程中,氣體的組分應相對穩定.天然氣取樣按GB/T13609-2012執行,天然氣組分分析按GB/T13610-2003執行。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,最后在計數器上進行顯示和累計。目前,絕大多數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,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?! 」ぷ鳁l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。 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。 熱式氣體質量流量計按結構可以分為熱分布型和浸入型。熱分布型熱式流量計將傳感元件放置于管道壁,傳感元件經過加熱溫度高于流休溫度,流體流經傳感元件表面導致上下游溫度發生變化,利用上下游溫度差測量流體流量,一般用于微小流速氣體流量的測量。 熱分布型熱式流最計的T.作原理如圖1所示,傳感元件由上游熱電阻、加熱器利下游熱電阻組成,加熱器位于管道中心,使得傳感元件溫度高于壞境溫度,上游熱電阻和下游熱電阻對稱分布于加熱器的兩側。圖1中曲線1所示為管道中沒有流休流過時傳感元件的溫度分布線.相對于加熱器的上下游熱電阻溫度是對稱的。當有流體經過熱式傳感元件時,溫度分布為曲線2,顯然流體將上游部分的熱量帶給下游,導致上游溫度比下游溫度低,上下游熱電阻的溫度差△T反映了流體的流量,即△T=f(m)。當流體流速過大時,上下游熱屯陰的溫度差△7趨向于0,因此熱分布型熱式氣體質量流量計用于測量低流速氣休微小流量。氣體質量流量qm可表示為 式中:Cp-一流體介質的定壓比熱容;A一熱傳導系數;K一一儀表系數。 浸入型熱式流最計的工作原理如圖2所示,一般將兩個熱電阻置于中大管道中心,可測量中高流速流體。熱電阻通較小電流或不通電流,溫度為T;另一熱電阻經較大電流加熱,其溫度T高于氣體溫度。管道中有氣流通過時,兩者之間的溫度差為△T=Tv-T0氣體質量流量qm與加熱電路功率P、溫度差△T的關系式為 式中:E一系數與流體介質物性參數有關;D一與流體流動有關的常數。 如果保持加熱電路功率P恒定,這種測量方法為恒功率法;如果保持溫度差△T恒定,這種測量方法為恒溫差法,兩種方法有各自的優缺點,使用時據具體環境和需要而定。目前較普遍的是采用恒溫差法,由于需要不同的應用領域,恒溫差法已不適用于某些場.合的測量,因此恒功率法應用領域越來越廣泛。恒溫差法的基本原理是流體流過加熱的熱電阻表面使得熱電阻表面的溫度降低,熱電阻的阻值變小。反饋電路自動進行處理,通過熱電阻的加熱電流變大從而使得熱電阻溫度升高,即可使得熱電阻與流體溫度差恒定。通過測量傳感電路的輸出電流或輸出電壓便可獲得流量值。恒功率法的基本原理是加熱功率為恒定值,管道內沒有流體流過時溫度差△7最大,當流體流過熱電阻表面時熱電阻與流體溫度差變小,通過測量△T便可得到流體流量。德國VSERS100流量計供應商1.一次測量元件引起的誤差 孔板流量計中的節流元件是尖銳的直角邊緣,流體在節流元件的入口收縮,根據伯努力方程,流速增加,壓力減小,孔板的測量原理就是根據孔板入口和出口的壓差進行測量的??装迤解g后流出系數增大,產生測量誤差。流出系數對蒸汽流量測量的影響是普遍存在的。 測量管也是節流裝置的組成部分,其結構尺寸對流體流動狀態有重要的影響,測量管除滿足前10D后5D的要求外,還對內表面的光滑度有要求。粗糙管的流速分布與光滑管是有區別的,流出系數也不相同,管道結垢、腐蝕,流出系數發生變化,產生測量誤差?! τ诳装迦肟谶吘壞p的問題,我們可以選用標準噴嘴,由于噴嘴入口是一個光滑的曲面,它的抗磨損,抗積污,抗變形程度遠好于孔板,流出系數穩定性也比孔板好,壓力損失也比孔板小得多,而且它的檢定周期為4年,大大減少了維護費用?! τ跍y量管的問題,在管道安裝時就盡量選用光滑度高,質量好的管道,必要時請專業廠家定制測量管道、連接法蘭,冷凝器等,補償用的溫度和壓力測量點也可以統一開工獲取。雖說一次性投資高些,但由于投入使用后沒有特別原因,一般不進行更換,還是使用周期越長越好,這樣綜.合經濟效益還是高些。2.測量信號的傳遞失真 測量信號傳遞是孔板前后的差壓信號經導壓管傳遞到差壓變送器,由于結構的不同,孔板流量計不同于渦街流量計那樣直接裝在管道上,它需要進行信號傳遞。對于蒸汽流量測量而言,傳遞部分可由閥門,導壓管,冷凝器等部件組成。對于信號傳遞部件來講,應保證傳遞信號不失真。實際使用中的大部分故障,往往是信號傳遞失真引起的。差壓信號產生的傳遞失真比作為補償用的溫度和壓力信號失真影響更大,必須引起注意。冷凝器在信號傳遞中處于關鍵位置,冷凝器中的液面保持一定高度,多余的冷凝液要回流到蒸汽管道,既要保證冷凝器中蒸汽很好地冷凝,又要使冷凝液回流暢通無阻?! 庀鄬汗艿囊淮胃块y門應保證蒸汽氣相進入冷凝器,冷凝器里面多余的冷凝液回流到蒸汽管道,否則兩只冷凝器液面不能保持相平,會對差壓信號產生附加誤差。一次根部閥門盡量選用閘閥,保證壓力信號傳遞通暢無阻,減少測量誤差?! y量用的導壓管要加保溫伴熱,否則冬季不能正常工作。不管采用電伴熱還是蒸汽伴熱,一定要保證兩只導壓管受熱均等,不然會因導壓管中的液體的密度不同而產生附加差壓誤差?! ∽鳛閴毫ρa償用的變送器一般和壓力取壓口不在同一高度上,如果變送器比取壓口低,所測出的壓力為管道中蒸汽的壓力加上導壓管中冷凝液產生的壓力,可在變送器中進行正遷移將這部分壓力遷移掉。使變送器測出的壓力為管道中實際蒸汽壓力。3.蒸汽密度問題產生的誤差 測量蒸汽質量流量時要根據蒸汽的密度進行計算,因蒸汽的密度計算不準確產生測量誤差。蒸汽流量測量儀表中渦街流量計是用工藝車間提供的蒸汽密度值為參考值,不是實際的密度值,得出的蒸汽流量會和實際流量有誤差。選用渦街流量計時,最好選用能進行溫度和壓力補償的型號,并且安裝測溫和測壓元件取得溫度和壓力數值??装迨搅髁坑嫓y出的流量由DCS系統顯示,沒有進行溫度壓力補償。為了提高測量的準確度,必須進行溫度壓力補償。對于孔板流量計,取得差壓信號的同時,還需測得溫度和壓力信號,通過DCS中的專用軟件進行溫度和壓力補償。4.相關系數的影響 流出系數C和可膨脹系數ε在一定范圍內可看作常數,但是,當蒸汽的狀況偏離設計狀態時,其流出系數C和可膨脹系數ε就會發生變化,就不能視為常數。測量小流量時,隨著雷諾數變小,流出系數C將產生較大的變化。測量高壓時,則必須考慮氣體的可膨脹系數ε的影響,如果我們只補償密度變化的影響,即使實現了對密度的完全補償,其它各參數變化累加后的最大誤差仍達6%左右,其中,可膨脹系數ε引入的誤差最大。所以,要想提高儀表的測量精度,除補償密度外還應考慮整個補償方程中其它參數變化的補償問題。DCS中的蒸汽測量模塊中,不僅有密度補償方式,還有流出系數C和可膨脹系數ε的修正辦法,只要我們選用合適的流量測量模塊,就能提高蒸汽流量的測量準確度?! ∫话阏J為,蒸汽干度X較高(X≥95%)時流體可視為單相流體。溫度壓力補償可按通常方法進行。但出現-定誤差。干度越低密度越大。在蒸汽干度較低(X<95%)時,管道中的流體處于二相流狀態。情況嚴重時,流體分層流動,產生誤差更大。目前還沒有在線的干度測量儀表測量蒸汽的干度,最好的辦法就是加強蒸汽傳輸管道的保溫,提高蒸汽的過熱度,使蒸汽的干度較高,孔板流量計測量也比較準確。德國VSERS100流量計供應商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)。金屬管浮子流量計安裝要求:1、實際的系統工作壓力不得超過金屬管浮子流量計的工作壓力.2、應保證測量部分的材料、內部材料和浮子材質與測量介質相容;3、環境溫度和過程溫度不得超過金屬管轉子流量計規定的最大使用溫度;4、金屬管轉子流量計必須垂直地安裝在管道上,并且介質流向必須由下向上;5、金屬管浮子流量計法蘭的額定尺寸必須與管道法蘭相同.6、為避免管道引起的變形,配合的法蘭必須在自由狀態對中,以消除應力;7、為避免管道振動和最大限度減小金屬管浮子流量計的軸向負載,管道應有牢固的支架支撐;8、截流閥和控制流量都必須在金屬管浮子流量計的下游.9、支管段要求在上游側5DN,下游側3DN(DN是管道的通徑);
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