德國VSERS800-50GR012V/X流量計原裝同時我們還經營：流量計中有一款叫做氣體渦輪流量計，對于不常用到的用戶來說肯定很陌生。如果您使用過此款流量計時一定會給它本身的優點所吸引。那么針對那些對于氣體渦輪流量計認識不是很深的用戶今天我們就來介紹一下關于氣體渦輪流量計的組成還有它的工作原理更重要的還有它的儀表系數的計算方法介紹：　　氣體渦輪流量計是一種速度式流量計，是近些年來迅速發展起來的新型儀表，這種流量計具有精度高、壓力損失小、量程比大等優點，可測量多種氣體或液體的瞬時流量和流體總量，并可輸出0-10mA?DC或4-20mA?DC信號，與調節儀表配套控制流量。氣體渦輪流量計的組成　　氣體渦輪流量計主要由渦輪流量變送器和指示積算儀組成[1]。渦輪流量變送器把流量信號轉換成電信號，由指示積算儀顯示被測介質的體積流量和流體總量。氣體渦輪流量計的工作原理　　流體流經傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力矩之后葉片旋轉，在力矩平衡后轉速穩定，在一定條件下，轉速與流速成正比，由于葉片具有導磁性，它處于信號檢測器(由永久磁鋼和線圈組成)的磁場中，旋轉的葉片切割磁力線，周期性地改變線圈地磁通量，從而使線圈兩端感應出電脈沖信號，此信號經過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續的矩形波，可遠傳至顯示儀表，顯示出流體的體積流量或總量。氣體渦輪流量計儀表系數的理論表達式　　作用在渦輪上的力矩可分為以下幾個：流體通過渦輪時對葉片產生的切向推動力矩M1;流體沿渦輪表面流動時產生的粘滯摩擦力矩M2;軸承的摩擦力矩M3;磁電轉換器對渦輪產生的電磁反作用阻力矩M4?！　∮纱丝山u輪的運動微分方程：(1)式中：J為渦輪的轉動慣量;ω為渦輪的旋轉角速度;τ為時間。當流量恒定時，渦輪達到勻速轉動，所以M1=M2+M3+M4。推動力矩可表示為：M1=a1qv2-a2ωqv (2)式中：a1、a2為與渦輪傳感器結構和流體密度有關的系數;qv為流量，L/s。由于氣體渦輪流量計在量程范圍內屬于紊流工作區，固以下計算只考慮紊流時的情況。反作用力矩中的M2，在紊流時可近似表示為：M2= a3qv2 (3)通常M3和M4相對于M2比較小，但為了提高計算精度，這里根據文獻[3]推導出了它們的表達式：M3=a4ω2/3 (4)M4=a5ω3 (5)分別將式(2)、(3)、(4)、(5)帶入式(1)并經整理可得：qv2 - a6ωqv = a7ω2/3 + a8ω3 (6)式中：a6、a7、a8為經整理后的綜合系數。超聲波流量計目前通常采用三種安裝方式:W型，V型，Z型。根據不同的管徑和流體特性來選擇安裝方式，通常W型適用于小管徑(25～75mm)，V型適用于中管徑(25～250mm)，Z型適用于大管徑(250mm以上)，總之，為了提高測量的準確性和靈敏度，選擇合適的安裝方式，使得測量信號(即差值)與二次儀表相匹配?！　榱吮ＷC儀表的測量準確度，應選擇滿足一定條件的場所定位:通常選擇上游10D、下游5D以上直管段;上游30D內不能裝泵、閥等擾動設備。1、零流量的檢查　　當管道液體靜止，而且周圍無強磁場干擾、無強烈震動的情況下，表頭顯示為零，此時自動設置零點，消除零點飄移，運行時須做小信號切除，通?？闪髁啃∮跐M程流量的5%，自動切除。同時零點也可通過菜單進行調整。2、儀表面板鍵盤操作　　啟動儀表運行前，首先要對參數進行有效設置，例如，使用單位制、安裝方式、管道直徑、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流體類型、兩探頭間距、流速單位、最小速度、最大速度等。只有所有參數輸入正確，儀表方可正確顯示實際流量值3、流量計的定期校驗　　為了保證超聲波流量計的準確度，我們進行定期的校驗，通常我們采用更高精度的便攜式流量計進行直接對比，利用所測數據進行計算:誤差=(測量值-標準值)/標準值，利用計算的相對誤差，修正系數，使得測量誤差滿足±2%的誤差，即可滿足計量要求。該操作簡單方便，可有效提高計量的準確度。1.總體設計　　氣體渦輪流量計系統軟件包括初始化程序、主程序、中斷控制程序、流量、溫度、壓力檢測程序以及鍵盤顯示程序等。初始化程序主要完成單片機初始化和設置計數方式等。主程序主要通過查詢標志位SET_RUN和OPERATE來判斷程序是運行狀態還是設置狀態，然后調用相應的處理子程序。首先開全局中斷，允許單片機響應所有中斷源產生的中斷請求;當單片機查詢到標志位SET_RUN被置位時，就進入設置狀態，對儀表系數進行設定;進入運行狀態后還要查詢標志位OPERATE是否被置位，被置位后就進行溫度與壓力的.A/D轉換、流量的計算和數據的儲存。中斷程序用于查詢定時時間，進入中斷服務子程序完成流量采集、工作狀況“下溫度和壓力采集，瞬時流量和累積流量的計算。系統主流程圖如圖3所示。2.流量溫度壓力信號采集  流量信號的采集主要通過計數器MR0中斷服務程序完成，采用定時器模式，定時時間設為1so定時時間到，比較寄存器里面的內容，大于1s則對計數器IMR1讀數，以獲得流量信號的頻率，并清零;小于1s,則加1后結束。  溫度和壓力信號的采集是通過PICI6F877單片機內部的ADC模塊將其轉換成數字量，采樣完成后計算出溫度和壓力值，并將這兩個數值在液晶屏上顯示出來。3.鍵盤顯示  設置3個鍵盤，利用電平變化中斷功能來實現，采用延時去抖法，按鍵有效就進入按鍵處理程序。F表示功能鍵，用KI來表示，每按一-次表示在流量顯示和溫度、壓力顯示間切換，-表示移位鍵，用K2表示，↑為增加鍵，用K3表示。如果F+→(即Kl+K2)被按下，則設置標志位置1,主程序查詢到其置1后，就進入設置狀態。在該狀態下，→(K2)鍵定義為移位鍵，以閃爍表示光標所在位，每.按一次，閃爍移到下一位，到最后一位回閃第一一位。↑(K3)定義為增加鍵，對光標所在位的數值進行修改，每按--次，循環增加一個定義單位，定義單位視參數類型而定。當程序查詢到↑+→(K2+K3)被按下時，就把累積流量清零，并把標志位置1,當查詢到F(K1)鍵被按下時，每按-一次，在流量顯示和溫度、壓力顯示之間切換。氣體渦輪流量計采用段式液晶顯示器LCM103來顯示瞬時和累計流量，同時實時顯示溫度和壓力"。f1.一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VSERS800-50GR012V/X流量計原裝為保證超聲波流量計流量測量精度，選擇測量點時要求選擇流體流場均勻的部分，一般應遵循下列原則：1、被測管道內流體必須是滿管。2、選擇被測管道的材質應均勻質密，易于超聲波傳播，如垂直管段（流體由下向上）或水平管段（整個管路中最低處為好）。3、安裝距離應選擇上游大于10倍直管徑，下游大于5倍直管徑（注：不同儀器要求的距離會有所不同，具體距離以使用的儀器說明書為準）以內無任何閥門、彎頭、變徑等均勻的直管段，測量點應充分遠離閥門、泵、高壓電、變頻器等干擾源。4、充分考慮管內結垢狀況，盡量選擇無結垢的管段進行測量。外夾式流量計傳感器安裝要點　　時差式超聲波傳感器安裝方式有三種，分別是V法、Z法和W法，如圖3所示?！　y量時采用何種安裝方式，儀器說明書均有規定，但在邊界范圍一般比較模糊。如TFX1020P時差式超聲波流量計：V型安裝法適用測量管徑25～400 ㎜，Z型安裝法適用測量管徑100～2540㎜，W型安裝法適用測量管徑65㎜以下小管。V型與Z型、V型與W型在適用測量管徑均有部分重疊，如遇此情況 則按下列原則選擇最佳安裝方式：V型安裝一般情況下是標準安裝方式，使用方便，測量準確。當被測管道很粗或由于被測流體濁度高、管道內壁有襯里或結垢太 厚，造成V型安裝信號弱，儀表不能正常工作時，選用Z型安裝。原因是使用Z型安裝時，超聲波在管道中直接傳輸，沒有折射，信號衰耗小。W型安裝適于小管， 通過延長超聲波傳輸距離的辦法來提高小管測量精度，如圖3（c），使用W型安裝時，超聲波束在管內折射三次，穿過流體四次。 流量傳感器安裝方式有兩種，分別是對稱安裝和同側安裝。對稱安裝適用于中小管徑（通常小于600㎜）管道和含懸浮顆?；驓馀葺^少的液體；同側安裝適用于各種管徑的管道和含懸浮顆?；驓馀葺^多的液體。外夾式超聲波流量計傳感器安裝要求1、剝凈測量點處附近保溫層和保護層，使用角磨砂輪機、銼、砂紙等工具將管道打磨至光亮平滑無蝕坑。要求：漆銹層磨凈，凸出物修平，避免局部凹 陷，光澤均勻，手感光滑圓潤。需要特別注意，打磨點要求與原管道有同樣的弧度，切忌將安裝點打磨成平面，用酒精或汽油等將此范圍擦凈，以利于傳感器粘接。2、在水平管段上，兩個傳感器必須安裝在管道軸面的水平方向上，并且在軸線水平位置±45°的范圍內安裝，以防止管內上部流體不滿、有氣泡或下部有沉淀等現象影響正常測量，如圖5所示。3、傳感器安裝處和管壁反射處必須避開接口和焊縫，如圖6所示。4、傳感器工作面與管壁之間保持有足夠的耦合劑，不能有空氣和固體顆粒，以保證耦合良好。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）;1.導電性和非導磁性  通過電磁流量計的工作原理可知電極上要產生感應電動勢,首先電極必須是導體,因此電極必須具有非常好的導電性能。另外,電極處于工作磁場中,為防止磁力線在電極上集中,電極材料必須是非導磁的。2.耐腐蝕性  在電磁流量計工作的過程中,電磁傳感器部分只有電極與被測介質相接觸,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測試性能的影響主要分為兩個方面。(1)電極受被測介質的腐蝕或磨損,會改變兩電極間的距離L。對式的L求偏導,可以得到測量誤差(2)電極在被腐蝕的過程中,電極上會出現相當大的直流漂移電壓,使測量輸出產生大幅度的波動,影響到測試的讀數。3.電極的表面效應  電極的表面效應分為表面化學反應、電化學和極化現象,以及電極的觸媒作用三個方面。(1)表面化學反應。電極表面與被測介質接觸后,為了抗拒被測介質的腐蝕,往往會形成一層薄的鈍化膜或氧化層。它們可能會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,導致儀器不能正常工作。(2)電化學和極化現象。由于目前普遍采用低頻矩形波勵磁,雖然能減弱極化電勢的影響,但并不能完全消除極化電勢干擾的影響。極化電勢與液體介質性質以及電極材料性質有關。電化學現象容易在測量過程中產生漿液噪聲和流動噪聲,引起儀表輸出出現波動現象。為了避免或減小這個現象，可選配與被測液體電化學和極化電勢作用小的材料以及低噪聲電極。(3)觸媒作用。被測介質在電極的觸媒作用下產生化學反應而影響測量。4.電極的表面光沽度  電磁流量計電極接觸被測介質的表面對于粗糙度要求非常高,一般都應該拋光處理。主要原因有三個方面:表面光滑的金屬在電解質中抗腐蝕性能較強;表面粗糙的金屬,其產生的抗拒極化的氧化保護膜厚度不均勻,容易被顆粒狀、纖維狀等流體中的雜質劃破，造成變動的直流電位,影響測量的穩定性;表面粗糙的電極容易在測試過程中被被測介質中的雜質污染,表面容易被雜質附著結垢，影響測試效果。流量計選型時應考慮很多因素,如儀表性能流體特性、安裝要求環境條件以及價格因素等。其中對計量對象即燃氣的確切了解非常重要,這往往需要選型設計人員和計量管理人員進行深入細致的調查。(1)流量計性能方面:精確度.重復性.線性度、范圍度、壓力損失、上下限流量、信號傳輸特性.響應時間等;(2)流體特性方面:流體壓力、溫度、密度、粘度、潤滑性.化學性質磨蝕、腐蝕、結垢、臟污、氣體壓縮系數、等熵指數比熱容聲速、混相流、脈動流等;(3)安裝條件方面:管道布置方向、流動方向、流量計上下游直管段長度、管徑、維護空間、管道振動、接地、電源輔助設備(過濾、排污)等;(4)環境條件方面:環境溫度、濕度、安全性、電磁干擾、防爆等;(5)經濟因素方面:購置費、安裝費、維修費、校驗費.運行費(能耗)、使用期限、備品備件等。德國VSERS800-50GR012V/X流量計原裝智能電磁流量計離不開良好的顯示界面。我們采用128*64的圖形點陣液晶顯示模塊來顯示累積流量、瞬時流量等數據信息。液晶顯示模塊(LCM)，是將液晶顯示器件、驅動及控制電路、以及溫度補償、驅動電源、背光等輔助電路組合在一起的一種相對獨立的顯示器件和設備。通常液晶顯示器件本身引線眾多，而且要將這些引線與驅動、控制等電路連接才能用于顯示信息，因此生產廠家在制造液晶顯示器件的同時，也將與之對應的驅動、控制等電路做成PCB板，然后用壓框和導帶或導電橡膠將液晶顯示器件固定在PCB板上，從而組合形成液晶顯示模塊。圖3.10是我們采用的MSC．G12864DYSY-1W型液晶模塊的外部尺寸圖?！　D3.11MSC．G12864DYSY-1W型液晶模塊的結構圖，由圖中可以看出電磁流量計液晶模塊集成了兩個KS0108B顯示驅動控制器和一個KS0107B顯示驅動器，兩個KS0108B分別控制左右兩個半屏(64x64)像素點的顯示，KS0107B作為64行的行驅動控制。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。

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