德國VSEAPE4-UV0S/X流量計公司同時我們還經營：由金屬管浮子流量計的工作原理我們知道：流體的流量與浮子在錐管中的高度有關，因此要實現對流量的測量，實際上取決于對浮子位置的測量?！ ”驹O計中采用美國公司生產的非接觸式角位移磁阻傳感器HMC1501代替傳統的接觸式角度傳感器，HMC1501可以測量從磁鐵發出的磁場的方向角?！ ≡O計中將一條形磁鐵置于磁阻傳感器上方，令磁阻傳感器與錐管間距離為L，傳感器距錐管底部高度為H，如圖2.3所示?！ ‘敻∽游挥诟叨菻處時，小磁鐵的轉角為0。當流量變化時，浮子上下移動，其內嵌磁鋼也隨之上下移動，此時，置于磁阻傳感器正上方的條形磁鐵受到磁場作用發生轉動，如圖2.4，轉動的角度即與浮子位置有關?！ ∮缮蠄D可見當磁鐵轉過角度為θ時，金屬管浮子流量計浮子在錐管中的位置h=H+Ltgθ，則根據式1.9可得：1、測量管、法蘭、浮子的材料選擇 針對酒精、乙醛流量測量,可采用一般防腐材料1Cr18NigTi制作測量管、法蘭、浮子;針對粗醋酸、冰醋酸的流量測量,由于其腐蝕性強,則測量管內部接觸被測介質的所有部位和浮子均要襯聚四氟乙烯材料,測量管、法蘭采用1Cr18NigTi材料。 2.金屬管浮子流量計和口徑的計算與選擇(針對液體流量測量) (1)當工藝專業提出液體體積流量Qva,我們用下式計算系數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是被測量介質的密度(g/cm3)。(2)根據以上計算得到的系數FV,我們可以得到對于液體用水標校時的流量QV(水):QV(水)=FV·Qva (3)根據生產廠家提供的流量表可選擇出QV(水)所對應的金屬管浮子流量計的口徑、浮子號。 (4)按此浮子號的量程值除以系數FV得出介質的流量范圍QN,刻度可在0.9QN至1.1QN選擇。 (5)舉例說明。原始技術數據見表1,計算結果及選擇見表2。 3.現場顯示及遠傳的選擇 現場顯示選用M7,指示實際狀態下流體的瞬時流量值/小時。 遠傳型式可選用Es-電遠傳輸出4～20mA,亦可選用EX-本安防爆遠傳輸出4～20mA。 4.顯示儀表選擇 選擇流量積算儀,它具有瞬時流量顯示和比例累積流量積算功能。為了適應儀表網絡化的發展方向,在系統設計時我們要根據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的時候,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標準總線來實現儀表和外部系統的通信. RS485是雙向、半雙工通信協議,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.該規范滿足所有RS422的要求,而且比RS422穩定性更強.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,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2個120終端匹配電阻.RS485已經成為POS、工業以及電信應用中的最佳選擇.較寬的共模范圍可實現長電纜、嘈雜環境(如工廠車間)下的數據傳輸.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作為系統的通信接口芯片.MAX485是MAXIM公司推出的支持RS485協議的低功耗收發器,它的驅動器擺率不受限制,可以實現最高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.當一個驅動器在傳輸的時候,必須直到它完成傳輸都保持被啟用狀態,然后在一個應答節點開始響應之前切換到禁用狀態.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：接收和發送.RE和DE為“l”時,發送端接通,數據經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MAX485,當處于發送狀態時,數據信號經發送端DI,在輸出端A和B上交替出現高電平：當處于接收狀態時,A和B上交替的高電平信號經MAX485轉換成高低電平信號經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,能實現可靠通信.如何解決電磁流量計無輸出信號或輸出值有偏差第一如果管道內測量介質不滿管電磁流量計就無法正常工作.因為在介質不滿管的情況下電磁流量計會產“生最為常見的應用程序故障,產生這種現象可能是由于營道中介質流速非常低造成不滿管流量計測量誤差增大或者介質未能滿過電極從而流量計根本無法進行工作.需通過工藝調整必須保證管道內測量介質充滿才能使用電磁流量計進行測量.第二測量介質中含有大量空氣和氣體也會造成電磁流量計無法正常工作。這些氣泡的存在造成流量計無法準確辨別干擾了其準確的測量。第三電磁流量計不能用于持續時間較短的配料操作,這是由于電磁流量計無法正常反復啟動和停止,它的啟動到正確讀數之間存在一個時間滯后問題。第四電磁流量計本身不能計量質量流量.電磁流量計是一種速度式流量計測量的是體積流量若要測量質量流量必須配合高精度的密度測量裝置來進行換算。電磁流量計等節點設備和站內PC機間的通信采用異步串行通訊控制規程,并采用地址位喚醒握手協議.因此在協議中規定了傳地址和傳數據兩種不同的幀格式,如圖4.4所示.地址幀和數據幀都有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位數據位,第9位為標志位,用來區分所發送／接受的幀信息是地址幀還是數據幀.第9位為1時,表示PC機發送/接受的是“地址幀"：第9位為0時,表示主機發送/接受的是"數據幀".命令幀與校驗和的發送格式與數據幀相同,因此可由數據幀演化得到.智能電磁流量計測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系，因此測量精度高。測量管道內無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內無可動部件，因此傳感器壽命極長。只有當滿管時才能獲得準確的測量，避免以下安裝位置：1.管道高點安裝（易聚集氣泡）2.直接安裝在一根向下的管線的敞開出口前。3.智能電磁流量計注意不要在泵的入口側安裝流量管,以避免抽壓而造成的對流量管襯里的破壞.當使用往復、橫膈膜或柱塞泵時需要在安裝脈沖節氣閥.4.當向下管道長度超過5m時，在傳感器后安裝一個虹吸管或一個放氣閥。以避免低壓而可能造成的對測量管襯里的破壞。保證滿管，減少含氣量?！ “惭b方位通常分為垂直安裝和水平安裝： 安裝方位：適宜的方位可幫助避免氣體的累積和測量管內的殘渣存積?！ 〈怪卑惭b；這種方位對易自排空管道系統很理想，并可不加空管檢測電極?！ ∷桨惭b：測量電極平面必須水平，這樣可以防止由于夾帶的氣泡而產生的電極短時間絕緣。注意：空管檢測功能僅當測量裝置為水平安裝及變送器外殼向上時能正確工作。如果振動非常劇烈，應將傳感器和變送器分開安裝?！ 』?，支撐：如果公稱直徑為DN≥350，在能忍受足夠負載的基座上安裝變送器。注意不允許利用外框承住傳感器的重量。這會使外框變形并破壞內部勵磁線圈。如果可能，安裝傳感器避免例如閥門，三通，彎頭等組件?！ ”ＷC以下所需的進口和出口直管段以確保測量精度：入口長度>10×DN出口長度>5×DN傳感器及變送器接地傳感器處于管道中心位置 智能電磁流量計接地：傳感器及介質必須有相同的電勢用來保證測量精度及避免電極地腐蝕破壞。等電勢通過在傳感器內裝地參考電極保證。如果介質在無襯里并接地地金屬管中流動，它可通過連接到變送器外殼而滿足接地要求。對于分離型地接地同上一樣。對于"徑向"型單聲道超聲波流量計，流量修正系數K定義為沿超聲流量計信號傳播聲道上的線平均流速Lv與管道截面平均流速Sv的比值。由式(2-13)和式(2-14)可以得到層流狀態下的流量修正系數K為由式(2-17)和式(2-18)可以得到湍流狀態下的流量修正系數K為根據表1可以得到不同雷諾數下湍流流態的流量修正系數 K，而在實際工程應用中，當管道內流體雷諾數Re＜105時，湍流狀態流量修正系數K為當管道內流體雷諾數Re＞105時，湍流狀態流量修正系數K為 上述對于流量修正系數的分析是基于流量計處于理想的安裝條件下，即安裝處管道內流體充分發展。實際流量修正系數不僅與雷諾數有關，還與管道的安裝狀況、流量計上下游管段長度等因素有關。通常情況下管道內實際流態分布與理想流態分布有偏差，對超聲波流量計的測量精度產生影響，因此在管道布置和流量計安裝時，一般要求上游直管段大于10倍管道內徑，下游直管段要大于5倍管道內徑。德國VSEAPE4-UV0S/X流量計公司電磁流量計的特點 電磁流量計的原理決定了其具備如下特點:1.傳感器內既沒有葉輪，也沒有旋渦發生體和探頭，因而也就從根本.上避免了回收水中的雜物、泥沙等對葉輪的纏、卡及對旋渦發生體和探頭的包圍等因素造成的計量不準或計量停止的現象。2.測量不受被測液體的密度、粘度、溫度、壓力和導電率變化的影響,.所以特別適用于尾礦回收水這種泥沙濃度隨回收水t多少而變化的液體的測量。3.傳感器電極結構多樣化，可根據不同的應用條件選擇叮拆卸式、固定式和刮刀式電極，特別是刮刀式電極，可在不停被測介質的情況下對電極進行清理，應用起來非常方便.4.安裝方便，可水平、垂直或傾斜任意角度安裝，對下游直管段要求較低，且襯里和電極有多種材料可供選擇，所以有耐腐蝕和耐磨等特點。5.儀表采用了:態方波勵磁技術，先進的小信號處理技術和軟件技術，抗干擾性能強，精度穩定可靠。6.儀表不能測址氣體、油品、有機溶劑等不導電介質。電磁流量計應用與效果我們在安裝使用過程中,除了滿足常規的要求外,著重強調了如下幾點:1.選擇的安裝地點保證了電磁流量計在計量時傳感器內時刻注滿介質，且上游有5D,下游有2D以上的直管段,有足夠的安裝檢修空間;2.安裝流量計時做了面積約2m²的接地網,.接地網離地面要有足夠的深度，并在掩埋接地網時撒了部分工業用NaCI以確保傳感器接地電阻小于102;3.由于安裝地點離電機和配電盤較近,為防止電磁干擾,我們把整個一體式流量計用鐵箱全部罩住進行了屏蔽，并將屏蔽鐵箱單獨可靠接地(抄讀數字時打開鐵箱讀數);4.在使用過程中,每半年清理一次傳感器電極,以防止上面的污垢影響信號的輸出。通常對電磁流量計傳感器進行分析時將側壁上的兩個電極看做點電極，但實際上它也是有一定的尺寸，兩個電極與被測液體接觸時有一定的電阻，這就是信號源的內阻。信號源內阻和放大電路輸入阻抗共同組成分壓電路，為了減少傳感器信號電壓損失，需要放大電路的輸入阻抗遠遠大于信號源內阻，這樣才能最大限度減少測量誤差?！ ⌒盘栐磧茸枘Ｐ腿鐖D2.2。管道側壁裝有一對點電極，電極為圓柱形，電磁流量計直徑為d,兩電極間距為D，即管道內徑，被測液體電導率為σ。假設管道足夠長，電極與被測液體的阻抗用圓板電極與半無線寬流體接觸的模型計算。電極與被測液體1/2dσ, 由于管道直徑遠大于電極直徑，信號源內阻為兩電極與被測液體的接觸電阻之和即1/dσ?？梢婋姌O大小與被測液體電導率決定了信號源內阻。通常被測液體電導率從10S/m到10-6S/m，電極大小為cm級，這樣信號源內阻從十幾歐到幾百兆歐。為了提高孔板流量計的準確度,可采取以下措施。1.標準孔板節流裝置的制造與安裝 利用標準孔板流量計測量天然氣流量必須嚴格按照SY/T6143-2004標準規定的各項技術指標，對標準孔板節流裝置進行設計、加工制造、檢驗、安裝和使用。特別是孔板直角入口邊緣尖子度和測量管內壁粗糙度的加工和檢驗;孔板前后直管段長度的保證，直管段圓度、臺階以及孔板與測量管同軸度的保證。另外，開發統一的標準孔板流量計的設計軟件,可提高節流裝置設計和儀表選型的技術水平。2.采用可換孔板裝置與定值節流裝置 可換孔板節流裝置是一種新型節流裝置,節流元件精確地安裝在固定的座體內(座體通過法蘭與管道連接)，在不拆動管道或不停止流體輸送的情況下，可方便地提升孔板，進行檢查、清洗或更換,從而保證了計量準確度。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。這種節流裝置還配有清洗室和清洗機構,為解決污垢介質，特別是單井天然氣的準確計量提供了有效手段?！ 《ㄖ倒澚餮b置改變了現有節流裝置根據計算結果加工其孔徑的方法,對每種通徑測量管道配以有限數量的節流件,孔徑系列按優先數系選用,每種通徑配35種不同孔徑比β值的孔板。目前節流裝置設計猶如量體裁衣，定值節流裝置則變成成衣選用,采用定值節流裝置有利于產品批量生產，降低生產成本,方便選用和使用，便于監督生產?？蓳Q孔板節流裝置和定值孔板相配套,將改變傳統的生產方式,實現了節流裝置產品系列化、通用化和標準化,有利于提高標準孔板裝置計量的準確度?！ 藴士装宕嬖诘娜秉c是入口直角銳利度易在流體沖刷下發生鈍化。據估計,鈍化嚴重的可能使流出系數偏移1%~2%,鈍化后其流出系數較為穩定,這在流量計算中給孔板入口直角銳利度的精確修正帶來很大的困難。標準噴嘴的流出系數是穩定的，另外，在同樣流量和相同β值時噴嘴的壓力損失只有孔板的30%。影響標準噴嘴推廣使用的主要原因是噴嘴制造成本高,在標準中噴嘴的流出系數不確定度較大(約2%)。采用定值節流件,專用加工設備實現批量生產,降低生產成本,而個別校準則可得到高精確度的流出系數,在天然氣流量測量中用噴嘴代替孔板，其優點是明顯的。3.應用合理的流量積算方案 根據天然氣計量工況條件和用戶對計量精度的要求，應采用對壓力、溫度和天然氣組分變化對流量自動部分補償或全補償的積算方案，計量系統測量儀表配備和精度的選用應符合GB/T18603-2001妖然氣計量系統技術要求》。用智能差壓變送器,壓力變送器、溫度變送器和流量計算機組成在線檢測系統，使溫度和壓力變化得到補償，可以提高測量準確度,降低流態脈動(或波動)引起的流量測量附加誤差?？装辶髁坑嬃砍瘫纫话銥?~3,而實際測量天然氣流量變化有時會超過這個范圍。在這種情況下，其測量準確度顯著下降,如果采用定值節流裝置,寬量程智能差壓變送器與流量計算機配套使用,可方便地擴展流量量程或遷移量程,進而實現傳統孔板流量計的智能化。德國VSEAPE4-UV0S/X流量計公司
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