德國VSEAP4流量計中國同時我們還經營：1)電磁流量計:電磁流量計工作原理基于電磁感應定律。當具有一定導電率的液體在磁場中移動時，產生電動勢。國內外使用這類流量計較多，它具有準確度高量程較大、無水頭損失、直管段要求短等優點。但造價隨著管徑增大而成倍增加。2)插入式渦輪流量計:插入式渦輪流量計是將旋轉葉輪的渦輪頭與不銹鋼桿連接插入管中的裝置。當流體流動沖擊渦輪葉片轉動時，用測量渦輪的轉速來反映流體流量。它只能測知管內某點的流速靠儀表系數來推算平均流速。分切向式渦輪頭和軸向式渦輪頭兩種，安裝或維護時可以不斷水;造價相對較低。3)超聲波流量計:超聲波流量計近年來在國內外給水行業大口徑水管上用得較多。它具有準確度高量程大、無水頭損失、安裝方便等優點:其造價不因管徑增大而增加，適用于較大管徑場合。此類儀表從原理到結構都很復雜，故障排除較困難。4)渦街流量計:渦街流量計是利用管內水流遇障礙物(擋體)產生震蕩運動的規律制成的震蕩現象稱卡門渦街。由于沒有可動部件和感壓孔，所以不宜受水中雜質影響，也不宜磨損或發生障礙，但管中流速不宜太低。5)均速管、文丘利流量計:均速管是一種多孔采集斷面流速即能測知平均流速的裝置其優點是便于安裝水頭損失小造價較低;缺點是流速低時，壓差較小，準確度低。文丘利流量計是-種比較可靠穩定性好的流量計，但造價較高。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。渦輪流量計作為速度式儀表,以動量矩守恒為基礎,渦輪流量計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(流動產生的力矩); Td一渦輪流量計轉動的驅動力矩; 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一渦輪的轉動慣量; ɷ-渦輪轉動的角速度。 當流速較低時,渦輪流量計處于靜止狀態,此時角速度ɷ非常低,接近于0,Tb和Tw也可以忽略不計。在這種情況下，式(1)可以簡化為: 由式(2)可以看出提高驅動力矩是降低渦輪流量計啟動排量的一-條捷徑。如圖1所示，傳統渦輪流量計入口端是直管段和軸向導流片,流體流經渦輪葉片之前只有軸向速度,對渦輪的驅動力矩只是對渦輪葉片作用力的徑向分力產生的力矩。因為渦輪葉片螺旋角為45°,如果將導流片改為螺旋角為-45°的螺旋導流片(圖2),當流體進入導流片時會產生旋轉,方向與渦輪葉片正交,使得流體在軸向流動速度不變的基礎上增加了徑向的旋轉運動,流體的旋轉方向與渦輪葉片的轉動方向一致,在相同流量條件下,增加了流體對渦輪葉片的驅動力,實現降低啟動排量和提高分辨率的目的,整體結構如圖3所示。簡單幾招解決渦輪流量計不準1、水源脈動流影響流量波動性比較大?！ 〗鉀Q辦法：增加泵和渦輪流量計之間的直管道距離，使流量穩定。2、渦輪流量計安裝位置離閥門或彎管位置太近，當原料經過閥門或彎管部分，造成流量波動?！ 〗鉀Q辦法：此時應該遠離閥門和彎管位置，保證一定的前后直管段是解決問題的好方法。3、渦輪流量計附近有電機，變頻器，強電流之類的干擾源?！ 〗鉀Q辦法：流量計儀表接地，或加濾波電容。如果問題還是解決不了，最好的辦法就是遠離干擾源。4、渦輪流量計無流量顯示：首先檢查線路是否存在問題，如信號線脫落，有斷線等。將傳感器和信號放大器分離，信號放大器與儀表連接，用鐵質金屬在取信號的放大器底部距離2~3mm距離來回劃動，如儀表有顯示，則說明顯示部分無問題?！ 〗鉀Q辦法：請將流量傳感器從管道卸下，檢查流量計葉輪是否被纏住或葉輪出現破損現象。5、流量計顯示流量比實際流量?。阂话阍斐蛇@個問題的原因是葉輪旋轉不滑快或葉片斷裂?！ 〗鉀Q辦法：將流量計從管道拆除，檢查流量計是否被纏住或有破損現象。6、渦輪流量計顯示誤差比較大：首先檢查流量傳感器系數即K值和儀表其他參數是否設置正確；有條件的情況下，用電子秤進行實際標定校準?！ 〗鉀Q辦法：如流量重復性差或根本無法校準，可與供貨商聯系。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.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。1、孔板流量計計量天然氣的優勢分析1)孔板流量計的結構組成比較簡單，性能穩定可靠，節流裝置運行穩定安全，整體使用壽命較長，且成本較為低廉，綜合效益優勢突出，校驗檢測質量合格。2)孔板流量計能夠使區域性液體流動速度增加，降低靜壓力標準，產生壓差，通過對壓差進行測量的方式來評估待測定區域內流體流量的大小，故而測量精度較高，誤差小。3)孔板流量計生產制造過程當中的相關檢測件以及差壓顯示儀表能夠由不同的生產廠家進行生產制造與供貨，具有專業化、規?；a的價值與潛力。4)由于孔板流量計在作用于天然氣計量的過程當中,標準節流件為全世界通用，且有大量的國家、國際、行業標準作為支持，實際應用中不需要進行實流校準，操作步驟簡單，質量控制可靠,且數據精度有所保障。2、孔板流量計計量天然氣的誤差消除1)要求從設計安裝的角度入手,重視對孔板流量計作業質量的嚴格控制。當前我國存在大量標準的孔板流量計安裝操作規范，當中對孔板流量計在安裝過程當中的各項技術指標進行了詳細、精確的規定。同時,安裝期間還要求根據孔板前阻力件的結構形式，對應配置長度符合要求的直管段,工程實踐中同時要求，直管段長度應當挖制在≥30d單位以上。若受客觀環境條件影響，無法滿足這一一要求，則需要在直管段上通過增設整流器裝置的方式縮短安裝長度。安裝期間，還要求對孔板流量計入口端相對于管道線的方位進行控制，垂直角度90.0°進行控制，偏差應當嚴格控制在±1.0°范圍之內。2)要求從應用維護的角度入手,重視對脈動流的消除與控制。為了最大限度的消除孔板流量計作業期間的脈動流，需要將天然氣當中的水分最大限度的從管線中脫出出來，具體的技 術措施為:管道低處安裝分液器,消除管線內部所累積的積液。與此同時，還需要在確?？装辶髁坑嬜陨碛嬃啃阅艿幕A之上，合理控制測量管道內部內徑參數,同時合理提高管道差壓取值標準。除此以外,還可以在測量點以前的入口端增設調壓閥部件,使孔板流量計計量期間的輸出壓力能夠取值比較穩定。相同類型的方法還有:將緩沖罐加裝在測量管道以前位置,使氣體能量能夠得到及時的儲存與釋放,達到對抗差壓波動的目的，避免天然氣計量作業期間，脈動現象對計量精度所產生的不良影響。德國VSEAP4流量計中國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。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"。f德國VSEAP4流量計中國出現孔板流量計反向安裝這種情況的原因有二：1.操作人員未進行崗前培訓,技術不熟練,不熟悉工藝流程走向；2.由于操作人員在更換孔板,清洗檢查節流裝置,進行工藝改造安裝時,或在進行訓練的過程中,粗心大意，現場監督,檢驗不到位等.出現此情況時,孔板下游銳角邊經緣朝向上游,其結果將直接影響計量偏低,反映在現場是差壓下降一個臺階,而由于現場原因未能及時發現并糾正.其引起流量偏低的影響率,據國外實驗研究資料數據為-12%~-17%,一般情況下,雷諾數不變時,高β值與低β值之間的流量偏差值為±2%,管徑雷諾數越低,其流量偏差越大?！ 〈送?在更換孔板以后,其配套產量計算參數必須同步更換,否則會出現相當大的正負偏差,若由小孔徑換大孔徑,參數未更換,則流量計量將偏高;反之,流量計量將偏低,在日輸氣量大的用戶計量中,造成的損失將是很大,甚至是難以彌補的?！ 囊陨戏治?我們不難看出,孔板流量計反向安裝,參數的錯誤是可以通過操作人員認真仔細的操作,培訓來杜絕的,在天然氣商品貿易結算中,是絕對不允許有此現象發生的,所以制定一套科學的嚴格的現場計量監督制度是很有必要且很重要的。
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