德國VSEVS0.04流量計(jì)公司同時(shí)我們還經(jīng)營: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。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),對(duì)于孔板流量計(jì)如果使用不當(dāng),會(huì)造成很大的測(cè)量誤差,有時(shí)可達(dá)到20%左右。在流量計(jì)的使用中,如何減少其測(cè)量誤差,必須考慮流量的測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)形式,注意使用條件和測(cè)量對(duì)象的物理性質(zhì)是否與所選用的流量計(jì)性能相適應(yīng)。下面就其測(cè)量誤差進(jìn)行分析:1.流量計(jì)算方程描述流體是充滿圓管的、充分發(fā)展的定常流。若流動(dòng)狀態(tài)真實(shí)性無法確定,如果仍按照原有的儀表常數(shù)推算流量,將與實(shí)際流量存在誤差。2.天然氣以甲烷為主加上乙烷和其他少量的輕烴,真實(shí)相對(duì)密度小于或等于0.75。由于被測(cè)介質(zhì)實(shí)際特性的不確定因素,以及實(shí)際物性變化影響儀表正常工作等對(duì)流量測(cè)量的不確定度產(chǎn)生影響。3.孔板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工、裝配、安裝、檢驗(yàn)和使用必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部技術(shù)要求。由于各個(gè)裝置自身及環(huán)境條件因素引起的不確定因素。3.1.孔板安裝不正確 管道水平安裝,如果孔板開孔中心與管道中心線不同心;如果在安裝過程中存在引壓管堵塞及墊片等凸出物,則會(huì)造成孔板前后壓差測(cè)量不準(zhǔn)確,從而造成測(cè)量誤差。3.2.孔板入口邊緣被磨損 在使用中,由于流體的磨蝕作用,使孔板的入口邊緣變鈍,被磨成圓形入口邊緣。結(jié)果是在相同的流量下,孔口收縮系數(shù)變大,造成差壓發(fā)生變化,造成測(cè)量誤差。3.3.孔板表面的結(jié)垢 長(zhǎng)期使用時(shí),孔板流量計(jì)表面結(jié)垢,使孔板的流通面積變小,從而造成差壓增大,使流量計(jì)測(cè)量值大于實(shí)際值,影響計(jì)量精度。4.差壓變送器零點(diǎn)漂移和量程設(shè)置不當(dāng) 由于時(shí)間較長(zhǎng),變送器的零點(diǎn)會(huì)發(fā)生漂移,這時(shí)差壓變送器的輸人和輸出信號(hào)發(fā)生變化。若不及時(shí)調(diào)整,會(huì)造成實(shí)測(cè)流量值偏低或偏高。1.被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率 電磁流量計(jì)測(cè)量的流體必須是導(dǎo)電的,一般只要電導(dǎo)率超過閾值,即使變化也不影響測(cè)量值,但低于閾值將會(huì)增大測(cè)量誤差;通常要求液體電導(dǎo)率不小于5μS/cm,去離子水電導(dǎo)率不小于20μS/cm。2.被測(cè)介質(zhì)溫度 電磁流量計(jì)一般只能用于工藝介質(zhì)溫度不高于180℃的場(chǎng)合。選型時(shí),要根據(jù)被測(cè)工藝介質(zhì)的溫度范圍,選擇測(cè)量管內(nèi)襯材料及傳感器線圈的漆包線的耐溫等級(jí)。常用測(cè)量管襯里材料有聚四氟乙烯(PTFE),適用溫度范圍-40~+180℃;氯丁橡膠(Neoprene),適用溫度<65℃;聚氨酯橡膠(Polyurethane),適用溫度<65℃;3.當(dāng)被測(cè)液體為酸、堿、鹽等高腐蝕性介質(zhì)時(shí) 因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)僅測(cè)量管襯里和電極與被測(cè)介質(zhì)接觸,所以只要選好這兩者的材質(zhì)即可。耐酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的襯里常選用聚四氟乙烯(PTFE),耐磨損類如礦漿、結(jié)晶類介質(zhì)的襯里可選用聚氨酯橡膠(Polyurethane)。對(duì)于電極材質(zhì)的選,擇,一般可查有關(guān)防腐蝕手冊(cè)[2],對(duì)于混酸等成份復(fù)雜的介質(zhì),應(yīng)做掛片試驗(yàn)。4.當(dāng)被測(cè)液體為臟污流(兩相,漿液等)介質(zhì)時(shí)(1)當(dāng)介質(zhì)含有固體顆粒時(shí),水平安裝易使下半部?jī)?nèi)襯及電極磨損嚴(yán)重,這時(shí)選用垂直安裝較好;襯里要選用高耐磨性材料,如陶瓷或聚氨酯橡膠;電極則采取--些結(jié)構(gòu)措施以防磨損漏液。(2)測(cè)量會(huì)在管壁附著和沉淀的物質(zhì)的流體時(shí),應(yīng)注意電極的污染。可選用刮刀式、可更換式。管壁的附著則可用提高流速以起到自清洗作用,或采取比較方便易清洗管道的連接方法。(3)含有非磁性顆粒或纖維的固液兩相流時(shí),如漿液擦過電極表面會(huì)產(chǎn)生尖峰噪聲,使信號(hào)不穩(wěn),可選用市電交流激磁或雙頻激磁儀表。5.工藝介質(zhì)的流速 儀表口徑是根據(jù)管道內(nèi)平均流速而定的,通常選用與管道相同的口徑或略小些。一般工業(yè)輸水管道經(jīng)濟(jì)流速為1.5~3m/s,易粘附沉積結(jié)垢物質(zhì)則提高到3~4m/'s或更高,礦漿等磨蝕性強(qiáng)的為2~3m/s。電磁流量計(jì)的液體流速范圍可在1~10m/s之間選用。原理上,上限流速并沒有限制,滿度流量的流速下限一般為1m/s,有些產(chǎn)品為0.5m/s,低于此流速,從測(cè)量準(zhǔn)確度出發(fā)應(yīng)改用小管徑,以異徑管連接到管道。但加裝異徑管要注意壓力損失的問題。圖1為流量計(jì)口徑、流速與流量關(guān)系的曲線圖,計(jì)算儀表口徑時(shí)可參照。6.大口徑時(shí)電磁流量計(jì)的選擇 電磁流量計(jì)按安裝形式可分為管道式和探頭式。一般優(yōu)先選用管道式電磁流量計(jì);當(dāng)工藝管徑較大且考慮設(shè)備費(fèi)用時(shí),或安裝時(shí)不允許管道停流的情況下,可選用探頭式電磁流量計(jì)(精度可達(dá)0.5級(jí))。(1)探頭式可裝配球閥,可在管道不停流情況下拆、裝,利于儀表的在線安裝和維護(hù)。(2)探頭插入深度只需很短,對(duì)管道阻力小。--般在直管段足夠長(zhǎng)時(shí),采用平均流速點(diǎn)測(cè)量法,這種方法的測(cè)量精度基.本不受雷諾系數(shù)變化的影響,探頭的插人深度僅為R=0.121D;當(dāng)直管段較短時(shí),一般采用中心流速點(diǎn)測(cè)量法,插入深度R=0.5D(其中D為管道直徑)。7.工藝管道材質(zhì) 若連接儀表的管道是(相對(duì)于被測(cè)介質(zhì))金屬導(dǎo)電性的,不需要接電環(huán),若是絕緣性的,則要用接地環(huán),可用普通型,它的材質(zhì)應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性相適應(yīng)。若被測(cè)介質(zhì)是磨損性的,則宜選用帶頸接地環(huán),以保護(hù)進(jìn)、出口端的襯里,延長(zhǎng)使用壽命。8.安裝儀表的工藝管道段的敷設(shè)位置 電磁流量計(jì)的安裝形式可分為三種:一體型、分離型和潛水分離型(IP68)。一般情況選用一體型,它將流量計(jì)的傳感部分和轉(zhuǎn)換部分(表頭)裝于一體,便于安裝使用;當(dāng)管道敷設(shè)的位置較高不便觀察或安裝在環(huán)境差的場(chǎng)合,可采用分離型,分離長(zhǎng)度一般不超過30m;當(dāng)傳感器需要安裝在井下、水下的被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)管道上時(shí),需要選用潛水分離型。在電磁流量計(jì)設(shè)定狀態(tài)下(如何進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)請(qǐng)參照前述操作),用▲或▼鍵上下翻屏查找,直到屏幕出現(xiàn)儀表量程設(shè)置字樣,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入儀表量程設(shè)置,輸入20mA對(duì)應(yīng)的最大流量值(輸入量程值時(shí)可按▲鍵對(duì)光標(biāo)處數(shù)字加1或用▼鍵對(duì)光標(biāo)處數(shù)字減1,移位時(shí)要先按左鍵復(fù)合鍵再同時(shí)按▼鍵光標(biāo)右移1位選數(shù)位或先按左鍵復(fù)合鍵再同時(shí)按▲鍵使光標(biāo)左移1位選數(shù)位),最大流量值輸入完后,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)返回。(若按右鍵確認(rèn)鍵不放,持續(xù)3秒鐘則直接返回到顯示狀態(tài),若要繼續(xù)設(shè)定其它參數(shù),按▲鍵.)(分體式儀表中若口徑與量程選擇不當(dāng)屏幕下行將出現(xiàn)“錯(cuò)誤”字樣提示用戶) 在電磁流量計(jì)設(shè)定狀態(tài)下(如何進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)請(qǐng)參照前述操作)用▲或▼鍵上下翻屏查找,直到屏幕出現(xiàn)流量方向選擇字樣,按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)進(jìn)入流量方向選擇設(shè)置,再用上鍵▲選擇正向或反向按右鍵確認(rèn)鍵確認(rèn)返回。(若按右鍵確認(rèn)鍵不放,持續(xù)3秒鐘則直接返回到顯示狀態(tài),若要繼續(xù)設(shè)定其它參數(shù)按▲鍵。(注:改變正負(fù)號(hào)也可改變接線,將信號(hào)線正負(fù)調(diào)換,還可以將傳感器調(diào)換安裝方向.)1.節(jié)能效果好 彎管流量計(jì)因其獨(dú)特的測(cè)量原理,沒有其他流量計(jì)必須具備的節(jié)流件或插入件,最大限度地減低了因計(jì)量檢測(cè)器具帶來的流體在管道內(nèi)的壓力損失,減少了加壓設(shè)備的投入和加壓設(shè)備的電能消耗。由于孔板流量計(jì)是利用對(duì)流體節(jié)流裝置施行節(jié).流產(chǎn)生的差壓來測(cè)量流體流量,流體在孔板上存在壓力損失,因此使用時(shí)為了保證孔板流量計(jì)的測(cè)量精度,在選定孔板流量計(jì)的工作壓差時(shí)都取高壓差值。通常情況下,該節(jié)流壓力損失(稱為不可恢復(fù)壓力損失)可達(dá)孔板運(yùn)行流量下產(chǎn)生壓差值的30%~70% (與孔板的β值有關(guān))??装辶髁坑?jì)壓力損失等損耗量用見表1。2.設(shè)備使用狀況較好 冶金工業(yè)煤氣中,含有大量的粉塵、水、焦油和萘,使很多流量測(cè)量計(jì)量設(shè)備不能正常工作。彎管流量計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)和導(dǎo)壓管上的三通閥可在正常工作狀態(tài)下清除傳感器的堵塞附著物,實(shí)用便利,在現(xiàn)場(chǎng)試用4年來從未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。3.彎管流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 彎管流量計(jì)的彎管傳感器,是一個(gè)90的標(biāo)準(zhǔn)彎管,內(nèi)部沒有任何節(jié)流件和插入件,是測(cè)量元件中最為簡(jiǎn)單實(shí)用的測(cè)量件。隨著機(jī)械加工業(yè)的快速發(fā)展和高精度數(shù)控機(jī)床用于機(jī)械加工業(yè),彎管流量傳感器的加工精度不斷提高,質(zhì)量越來越好。 彎管流量計(jì)的直管段要求前5D,后2D,孔板流量計(jì)的直管段要求前10D,后5D。彎管流量計(jì)的重復(fù)性好,可達(dá)0.2%。4.彎管流量計(jì)適應(yīng)性強(qiáng),量程范圍寬 彎管流量計(jì)在高溫、高壓、沖擊、振動(dòng)、潮濕、粉塵等惡劣環(huán)境條件下,優(yōu)于孔板流量計(jì),震動(dòng)和沖擊對(duì)彎管流量傳感器的正常工作幾乎沒有影響,高溫、高壓對(duì)彎管流量計(jì)來說只要采用與工藝管道相同的材質(zhì),就可以解決。 彎管流量傳感器的幾何尺寸幾乎沒有限制,管徑的大小從幾十毫米到2n以上,只要彎管的彎徑比符合規(guī)定要求,都可以做為傳感器進(jìn)行流量測(cè)量。 彎管流量計(jì)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)最適合在高溫、高壓狀態(tài)下(高溫蒸汽、高溫水)的流量計(jì)量,可降低能源損耗,降低壓力損失,提高供熱效率。彎管流量計(jì)的量程比可達(dá)10: 1,孔板流量計(jì)的量程比一般為35: 1.5.彎管流量傳感器的耐磨性好 因彎管流量傳感器的特殊結(jié)構(gòu),內(nèi)部沒有任何節(jié)流件和插入件,固彎管流量傳感器幾乎不存在磨損,是保證彎管流量計(jì)長(zhǎng)期運(yùn)行精度不變的重要條件。孔板流量計(jì)入口邊緣尖銳度對(duì)磨損十分敏感,只要有微量的磨損,就會(huì)直接影響到測(cè)量精度,在氣體的長(zhǎng)期高度沖刷下,也會(huì)使孔板開孔直角入口的邊緣很快鈍化,使測(cè)量精度系統(tǒng)發(fā)生變化造成誤差。6.彎管流量計(jì)安裝方便,維護(hù)量小 彎管流量計(jì)具有良好的耐磨性,長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性和可在線進(jìn)行清污等特點(diǎn),可采用直接焊接的方法進(jìn)行安裝,避免了流量測(cè)量裝置現(xiàn)場(chǎng)跑、冒、滴、漏,令人頭痛的問題,降低了安裝費(fèi)用。 由于彎管流量計(jì)一次測(cè)量件長(zhǎng)期運(yùn)行無磨損件,大大降低了維護(hù)費(fèi)用,幾乎是免維護(hù),一般可達(dá)到被測(cè)氣體管道的使用壽命。 孔板流量計(jì)的插入件和節(jié)流件容易堵塞,附著臟物,影響測(cè)量準(zhǔn)確性。為保證孔板流量計(jì)的測(cè)量精度,必須經(jīng)常進(jìn)行拆除檢查清污,這樣頻繁的拆裝、檢查、清污維修,在連續(xù)作業(yè)的冶金企業(yè)難以做到,特別是對(duì)在較大管道上的孔板流量計(jì)就更難以做到,可見在工業(yè)煤氣計(jì)量中具有多種不確定因素影響測(cè)量誤差。7.彎管流量計(jì)不易凍管 孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、工作原理達(dá)到的測(cè)量精度,節(jié)流件起到了決定性的作用。節(jié)流件對(duì)氣體在管道的流動(dòng)具有非常大的阻力,一般只能利用輸氣管道.截面的1/3,大量潮濕含水的氣體在節(jié)流件截面上形成了大量的水珠,遇冷后結(jié)霜、結(jié)凍堵管。為解決煤氣供應(yīng)的凍管問題,必須給每套孔板加裝保溫伴.熱裝置,來保證新疆地區(qū)5個(gè)月的冬季運(yùn)行。表2為孔板流量計(jì)運(yùn)行費(fèi)用。 彎管流量計(jì)由于特殊結(jié)構(gòu)和安裝的多樣性(水平轉(zhuǎn)水平,水平轉(zhuǎn)垂直向下,垂直向下轉(zhuǎn)水平,垂直直管,水平直管等安裝方式,見圖3),可以有效防止煤氣計(jì)量中凍管的發(fā)生,節(jié)省熱能源和運(yùn)行費(fèi)用。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。渦街流量計(jì)利用伴隨漩渦分離的物理效應(yīng),可以采用熱敏、力敏元件或通過光、聲調(diào)制方法等來檢測(cè)漩渦分離頻率.至今用于檢測(cè)分離頻率的方法和采用的元件是多種多樣的,歸納起來有以下幾種典型方法:(1)熱敏元件檢測(cè)方法漩渦分離產(chǎn)生的交變環(huán)流所引起的整體表面速度脈動(dòng)或者交變橫向流的頻率,用加熱的金屬絲、熱敏電阻器等進(jìn)行檢測(cè).(2)力敏元件檢測(cè)方法漩渦分離造成的交變差壓、交變升力或者交變升力引起的機(jī)械振動(dòng),用差動(dòng)電容、電阻應(yīng)變片、壓電晶體、壓電陶瓷等檢測(cè).(3)電磁傳感器檢測(cè)方法漩渦的分離所引起的膜片或者梭球等的往復(fù)振動(dòng)的頻率,用電磁傳感器檢測(cè).(4)聲、光信號(hào)調(diào)制檢測(cè)方法利用聲束光束通過渦街時(shí)受到漩渦的調(diào)制,由接收聲強(qiáng)光強(qiáng)或相位的脈動(dòng)頻率得到漩渦分離頻率. 由于渦街流量計(jì)是利用流體自身的規(guī)則振蕩來計(jì)量流量的,因而對(duì)流體的速度分向及流動(dòng)噪聲,比較敏感,因此在應(yīng)用過程中對(duì)管道安裝狀況要求較高.對(duì)L游不同形式的阻力件必須配置足夠長(zhǎng)的滿足不同要求的直管段,以保證儀:菱的測(cè)量精度.表l給出了不同形式阻力件禍街流量計(jì)上游最短直管段. 在實(shí)際應(yīng)用過程中,由于場(chǎng)地限制,有時(shí)不能提供足夠長(zhǎng)的直管段,為保證渦街流量計(jì)的準(zhǔn)確測(cè)量,縮短直管段長(zhǎng)度,可在上游阻力件和儀表之間裝設(shè)整流器,使得不利于測(cè)量的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行整理、疏導(dǎo)消除流場(chǎng)的畸變和附加漩.在應(yīng)用中要求渦街流量計(jì)與管道法蘭連接使用的密封墊圈,不能突出管道內(nèi),以免造成測(cè)量誤差.壓電晶體的靈敏度高、體積小、線性范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、壽命長(zhǎng).因此,我們研究的智能渦街流量計(jì)系統(tǒng)采用力敏元件(壓電晶體)來檢測(cè)漩渦的頻率. 智能金屬管浮子流量計(jì)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程結(jié)構(gòu),主要包括三個(gè)部分:輸入模塊、控制模塊、輸出模塊。所有程序代碼均采用C語言編寫。 輸入模塊主要包括數(shù)據(jù)采集、濾波、溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償和數(shù)值計(jì)算等,總體采用定時(shí)器中斷方式,程序流程圖如圖2所示。輸入模塊中的非線性補(bǔ)償程序采用分段線性擬合的方式來實(shí)現(xiàn)。通過采集9組或11組流量信號(hào),作為擬合直線的端點(diǎn),當(dāng)前采樣值按數(shù)據(jù)大小得到擬合曲線段的斜率和初始數(shù)據(jù),代入擬合方程即可得到修正后的流量數(shù)據(jù)。 控制模塊包括鍵盤處理程序和看門狗程序,鍵盤處理功能是通過中斷方式設(shè)置標(biāo)志位在置入?yún)?shù)子程序中實(shí)現(xiàn)的。金屬管浮子流量計(jì)在通過總線組網(wǎng),實(shí)現(xiàn).上位機(jī)組態(tài)調(diào)試的同時(shí),通過鍵盤,可以就地調(diào)試。 輸出模塊包括顯示程序和通信中斷服務(wù)程序。通信中斷服務(wù)程序流程圖如圖3所示。德國VSEVS0.04流量計(jì)公司 渦街流量計(jì)也稱之為旋渦流量計(jì)或卡門渦街流量計(jì)。可以適用于管道內(nèi)多種流體(氣體液體、蒸氣)的流量測(cè)量。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)可以對(duì)流體的壓力和溫度參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行修訂。該流量計(jì)可以將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)或數(shù)字脈沖信號(hào)的輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的測(cè)量?jī)x器。 在流體中設(shè)置非流線型漩渦發(fā)聲體時(shí),在渦街流量變送器中的三角柱形的旋渦發(fā)生體后會(huì)上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦(見圖1)。旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),用下式表示: 式中ƒ--旋渦的釋放頻率 ,單位為Hz; Ʋ--流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,單位為m/s; d一旋渦發(fā)生體特征寬度,單位為m; St一斯特勞哈爾數(shù)(Strouhal number) ,無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14 ~ 0.27 St是雷諾數(shù)的函數(shù), 通過測(cè)量旋渦頻率就可以計(jì)算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度Ʋ,再由公式 求出流體流過渦街流量計(jì)的流量q。(式中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。)1.電磁流量計(jì)在漿液中的特別安裝要求 首先,要對(duì)電磁流量計(jì)的特別安裝要求進(jìn)行分析,首先要了解此電磁流量計(jì)相對(duì)于其它一些流量計(jì)在特征方面有什么不同之處,電磁流量計(jì)的特點(diǎn)在于采用了法拉第的電磁感應(yīng)定律,測(cè)量方法主要以直接測(cè)量的方式進(jìn)行。并且,在測(cè)量結(jié)果上不受到流體密度、粘度、溫度以及壓力的影響,沒有阻流件與相應(yīng)的壓力損失,同樣也不會(huì)在高流速的情況下發(fā)生一些氣體腐蝕的現(xiàn)象。不過,由于在實(shí)際的安裴過程中沒有采用科學(xué)的安裝方法以及嚴(yán)格安裝電磁流量計(jì)的特別安裝要求,部分電磁流量計(jì)極易在實(shí)際的運(yùn)作中造成儀表測(cè)量誤差的出現(xiàn),嚴(yán)重的還會(huì)造成儀表的損壞。在進(jìn)行電磁流量計(jì)的安裝過程中,需要嚴(yán)格按照安裝流程進(jìn)行操作,由于現(xiàn)場(chǎng)操作的復(fù)雜性,為了確保電磁流量計(jì)可以在運(yùn)行效果上達(dá)到一個(gè)較好的操作水平,可以進(jìn)行三臺(tái)以及電磁流量計(jì)的統(tǒng)一安裝操作,在氣化爐的頂部進(jìn)行安裝,從而進(jìn)一步增強(qiáng)測(cè)量效果,同時(shí)延長(zhǎng)流量計(jì)的前直管段的使用方式,以便解決加壓泵在工作過程中造成的脈動(dòng)影響。2.電磁流量計(jì)使用方法建議 在單機(jī)進(jìn)行試車階段,需要嚴(yán)格安裝使用方式提示,禁止對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行送電。氣化爐在停車后,需要對(duì)電磁流量計(jì)先進(jìn)行停電操作,然后再對(duì)其進(jìn)行清洗,主要足清洗其中的管線,避免因電磁流量計(jì)內(nèi)部的傳感器勵(lì)磁形成的磁場(chǎng)吸附了電極周圍的鐵銹而造成最終清洗效果的降弱。在正常的運(yùn)行階段,如果發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)發(fā)生-些波動(dòng)或干擾現(xiàn)象的出現(xiàn),需要對(duì)其原因進(jìn)行分析,主要的原因可以概括為如下幾個(gè)方面:第一為泵引發(fā)的波動(dòng)因素,主要因?yàn)槊簼{泵在某個(gè)工作時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了異常工作效果,整體的流量值發(fā)生變化的可能性不大,但由于流量脈動(dòng)的變化波動(dòng)量也隨之發(fā)生了較大的變化。第二為煤漿引起的波動(dòng),前文提到,煤漿屬于混合物,其中不僅含有煤水化合物,還包括一些金屬顆粒,隨著這些金屬顆粒含量的增多,尤其是電極周圍堆積的金屬顆粒隨著電極壓力的形成逐步增加,從而造成停車現(xiàn)象的出現(xiàn)。第三為電磁流量計(jì)輸出信號(hào)的尖脈沖千擾,因?yàn)槊簼{含有的大顆粒金屬摩擦導(dǎo)致電極之間瞬間產(chǎn)生尖脈沖信號(hào)干擾,井且電磁流量計(jì)內(nèi)部的傳感器受到溫度的影響,使得煤漿管線的沖洗難度不斷增加。3.電磁流量計(jì)的特殊加工 在進(jìn)行電磁流量計(jì)的特殊加工過程中,要使用錳合金等特殊材質(zhì)的加工方法進(jìn)行防護(hù)沖刷磨損套的制作。對(duì)一些電磁流量計(jì)的碳化效果,電磁干擾效果的主要作用是指在防護(hù)沖刷效果的基礎(chǔ).上,以電磁流量感應(yīng)為防護(hù)基礎(chǔ),以電極防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)作為碳化防護(hù)效果的主要依據(jù),根據(jù)電磁流量計(jì)加工的特性,在實(shí)際的應(yīng)用效果上進(jìn)行特殊加工。針對(duì)鐵磁性質(zhì)的干擾,需要進(jìn)行水煤漿磁過濾操作,在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下可以采用不銹鋼的輸送管道,并定期對(duì)電磁流量計(jì)內(nèi)部進(jìn)行檢查與清理。針對(duì)電磁流量計(jì)的參數(shù)設(shè)定問題,不能按照最佳的安裝條件時(shí)測(cè)定的參數(shù)進(jìn)行,也不能犧牲靈敏度彌補(bǔ)脈動(dòng)流造成的波動(dòng),建議整體的阻止時(shí)間不應(yīng)操作三十秒這一區(qū)間范圍。值得一"提的是,只有在進(jìn)行防護(hù)檢修的過程中,才能最終確定相應(yīng)的電磁流量參數(shù),應(yīng)當(dāng)建c起統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)積極發(fā)揮其計(jì)量參數(shù)的特長(zhǎng)與優(yōu)勢(shì)。根據(jù)以上的介紹,我們?cè)谠O(shè)計(jì)選型或更新改造時(shí), 要結(jié)合流量計(jì)特性和介質(zhì)的情況進(jìn)行合理選擇,充分發(fā)揮各種流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,同時(shí)應(yīng)考慮投資成本.下面根據(jù)天然氣凈化廠各種介質(zhì)的特點(diǎn)和目前使用流量計(jì)的實(shí)際情況提出流量計(jì)選型的基本原則.1.天然氣的測(cè)量 天然氣是凈化廠的生產(chǎn)對(duì)象,進(jìn)廠的原料和出廠的產(chǎn)品都是天然氣,由于進(jìn)廠的原料天然氣(濕天然氣)含有少量的固,液體雜質(zhì),H2S和CO2含量較高,有一定腐蝕性,流量計(jì)可選擇帶閥式孔板節(jié)流裝置的孔板流量計(jì),以便定期清洗更換孔板, 防止孔板的銹蝕和入口邊緣磨損,提高計(jì)量準(zhǔn)確度;出廠天然氣比較干凈可選擇帶閥式孔板節(jié)流裝置的流量計(jì)或氣體超聲流量計(jì),氣體超聲流量計(jì)適用于大管徑流量測(cè)量,準(zhǔn)確度可優(yōu)于1.0%,但一次性投資較高;對(duì)于工廠用天然氣,由于管徑較小,除孔板流量計(jì)外,也可選擇旋進(jìn)旋渦流量計(jì),渦輪流量計(jì)等,選用渦輪流量計(jì)時(shí)應(yīng)在上游安裝過濾器.2.酸性氣的流量測(cè)量 凈化廠的酸性氣是含有很高濃度的H2S和CO2的氣體,這是凈化廠從原料天然氣中處理出來的主要物質(zhì),該氣體的特點(diǎn)是壓力低,帶有一定水汽,腐蝕性強(qiáng);因此測(cè)量酸性氣流量的流量計(jì)可選用孔板流量計(jì),均速管流量計(jì),楔形流量計(jì)或彎管流量計(jì),目前使用的有孔板流量計(jì)和均速管流量計(jì),從流量計(jì)結(jié)構(gòu)上講,選擇楔形流量計(jì)比較合適,它不存在積液?jiǎn)栴},維護(hù)量也很小.3.蒸汽流量測(cè)量 過去普遍使用孔板流量計(jì),由于孔板流量計(jì)在高溫下孔板易變形,因此,可選擇渦街流量計(jì),均速管流量計(jì),楔形流量計(jì)或質(zhì)量流量計(jì),但應(yīng)考慮溫度壓力修正.4.化學(xué)溶液流量測(cè)量 天然氣凈化廠用于工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)溶液品種不是很多,對(duì)于脫硫和脫水的化學(xué)溶液由于是反復(fù)循環(huán)使用,溶液中含有部分懸浮物,過去大多數(shù)使用孔板流量計(jì)是不太合適的, 應(yīng)選擇楔形流量計(jì)或彎管流量計(jì);也可選用外夾式超聲流量計(jì);鹽酸和氫氧化鈉流量測(cè)量應(yīng)選擇帶防腐內(nèi)襯的電磁流量計(jì).5V液體硫磺流量測(cè)量 液體硫磺是天然氣凈化廠的副產(chǎn)品,過去由于流量計(jì)產(chǎn)品的局限性,很多凈化廠均沒有安裝流量計(jì),部分廠安裝了渦輪流量計(jì),但使用效果不佳;目前可供選擇的有質(zhì)量流量計(jì)和楔形流量計(jì).由于液體硫磺一般管壓力都不太高, 因此選用質(zhì)量流量計(jì)較為合適.6.工業(yè)循環(huán)水流量測(cè)量 由于水的測(cè)量相對(duì)容易一些,因此可供選擇的流量計(jì)比較多,如孔板流量計(jì),渦街流量計(jì),均速管流量計(jì),電磁流量計(jì),超聲流量計(jì)都可用于工業(yè)水測(cè)量;若測(cè)量管口徑較大,選擇超聲流量計(jì)比較理想,對(duì)于較小口徑的選用電磁流量計(jì)效果比較好.7.污水流量測(cè)量 污水流量測(cè)量選擇電磁流量計(jì),楔形流量計(jì)比較合適,水質(zhì)較好也可選用孔板流量計(jì).流量計(jì)中有一款叫做氣體渦輪流量計(jì),對(duì)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(jì)時(shí)一定會(huì)給它本身的優(yōu)點(diǎn)所吸引。那么針對(duì)那些對(duì)于氣體渦輪流量計(jì)認(rèn)識(shí)不是很深的用戶今天我們就來介紹一下關(guān)于氣體渦輪流量計(jì)的組成還有它的工作原理更重要的還有它的儀表系數(shù)的計(jì)算方法介紹: 氣體渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì),是近些年來迅速發(fā)展起來的新型儀表,這種流量計(jì)具有精度高、壓力損失小、量程比大等優(yōu)點(diǎn),可測(cè)量多種氣體或液體的瞬時(shí)流量和流體總量,并可輸出0-10mA?DC或4-20mA?DC信號(hào),與調(diào)節(jié)儀表配套控制流量。氣體渦輪流量計(jì)的組成 氣體渦輪流量計(jì)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由指示積算儀顯示被測(cè)介質(zhì)的體積流量和流體總量。氣體渦輪流量計(jì)的工作原理 流體流經(jīng)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(zhuǎn)動(dòng)力矩,克服摩擦力矩和流體阻力矩之后葉片旋轉(zhuǎn),在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,在一定條件下,轉(zhuǎn)速與流速成正比,由于葉片具有導(dǎo)磁性,它處于信號(hào)檢測(cè)器(由永久磁鋼和線圈組成)的磁場(chǎng)中,旋轉(zhuǎn)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(yīng)出電脈沖信號(hào),此信號(hào)經(jīng)過放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續(xù)的矩形波,可遠(yuǎn)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(jì)儀表系數(shù)的理論表達(dá)式 作用在渦輪上的力矩可分為以下幾個(gè):流體通過渦輪時(shí)對(duì)葉片產(chǎn)生的切向推動(dòng)力矩M1;流體沿渦輪表面流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的粘滯摩擦力矩M2;軸承的摩擦力矩M3;磁電轉(zhuǎn)換器對(duì)渦輪產(chǎn)生的電磁反作用阻力矩M4?! ∮纱丝山u輪的運(yùn)動(dòng)微分方程:(1)式中:J為渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;ω為渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度;τ為時(shí)間。當(dāng)流量恒定時(shí),渦輪達(dá)到勻速轉(zhuǎn)動(dòng),所以M1=M2+M3+M4。推動(dòng)力矩可表示為:M1=a1qv2-a2ωqv (2)式中:a1、a2為與渦輪傳感器結(jié)構(gòu)和流體密度有關(guān)的系數(shù);qv為流量,L/s。由于氣體渦輪流量計(jì)在量程范圍內(nèi)屬于紊流工作區(qū),固以下計(jì)算只考慮紊流時(shí)的情況。反作用力矩中的M2,在紊流時(shí)可近似表示為:M2= a3qv2 (3)通常M3和M4相對(duì)于M2比較小,但為了提高計(jì)算精度,這里根據(jù)文獻(xiàn)[3]推導(dǎo)出了它們的表達(dá)式:M3=a4ω2/3 (4)M4=a5ω3 (5)分別將式(2)、(3)、(4)、(5)帶入式(1)并經(jīng)整理可得:qv2 - a6ωqv = a7ω2/3 + a8ω3 (6)式中:a6、a7、a8為經(jīng)整理后的綜合系數(shù)。電磁流量計(jì)的特點(diǎn) 電磁流量計(jì)的原理決定了其具備如下特點(diǎn):1.傳感器內(nèi)既沒有葉輪,也沒有旋渦發(fā)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(duì)葉輪的纏、卡及對(duì)旋渦發(fā)生體和探頭的包圍等因素造成的計(jì)量不準(zhǔn)或計(jì)量停止的現(xiàn)象。2.測(cè)量不受被測(cè)液體的密度、粘度、溫度、壓力和導(dǎo)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(cè)量。3.傳感器電極結(jié)構(gòu)多樣化,可根據(jù)不同的應(yīng)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(cè)介質(zhì)的情況下對(duì)電極進(jìn)行清理,應(yīng)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(duì)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(diǎn)。5.儀表采用了:態(tài)方波勵(lì)磁技術(shù),先進(jìn)的小信號(hào)處理技術(shù)和軟件技術(shù),抗干擾性能強(qiáng),精度穩(wěn)定可靠。6.儀表不能測(cè)址氣體、油品、有機(jī)溶劑等不導(dǎo)電介質(zhì)。電磁流量計(jì)應(yīng)用與效果我們?cè)诎惭b使用過程中,除了滿足常規(guī)的要求外,著重強(qiáng)調(diào)了如下幾點(diǎn):1.選擇的安裝地點(diǎn)保證了電磁流量計(jì)在計(jì)量時(shí)傳感器內(nèi)時(shí)刻注滿介質(zhì),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(jì)時(shí)做了面積約2m²的接地網(wǎng),.接地網(wǎng)離地面要有足夠的深度,并在掩埋接地網(wǎng)時(shí)撒了部分工業(yè)用NaCI以確保傳感器接地電阻小于102;3.由于安裝地點(diǎn)離電機(jī)和配電盤較近,為防止電磁干擾,我們把整個(gè)一體式流量計(jì)用鐵箱全部罩住進(jìn)行了屏蔽,并將屏蔽鐵箱單獨(dú)可靠接地(抄讀數(shù)字時(shí)打開鐵箱讀數(shù));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(hào)的輸出。在電磁流量計(jì)安裝過程中,確保: 流動(dòng)方向與傳感器上的流動(dòng)箭頭方向一致(如果存在)?! ∷蟹ㄌm螺栓都已緊固到最大扭矩值。 儀表安裝不存在機(jī)械應(yīng)力(扭轉(zhuǎn),彎曲),法蘭型/夾持型的配對(duì)法蘭保持軸對(duì)稱與平行條件,且使用適當(dāng)?shù)膲|圈?! |圈未伸入流動(dòng)區(qū),否則可能導(dǎo)致漩渦, 從而影響儀表的精度?! 」苈凡粫?huì)在儀表上產(chǎn)生任何力或力矩?! ★@示面向用戶。 電纜接頭中的保護(hù)塞只能在接線時(shí)拆除?! ∵h(yuǎn)程安裝的轉(zhuǎn)換器一定要安裝在基本無振動(dòng)的位置?! ∞D(zhuǎn)換器不可直接暴露在陽光中(配有一個(gè)遮陽裝置) 。推薦的安裝條件 電磁流量計(jì)管道必須始終充滿介質(zhì)?! ‰姌O軸最好水平安裝,反之,則與水平方向夾角不超過45°(圖1) 管路稍微傾斜,以便排氣,參見圖2?! 〈嬖谀p時(shí)應(yīng)垂直安裝,流向向上,最大3m/s(圖3) 閥門和關(guān)閉裝置應(yīng)安裝在下游。 對(duì)于自由流進(jìn)流出管道,應(yīng)提供合適的反轉(zhuǎn)管,確保管路始終充滿介質(zhì)(圖4) 對(duì)于自由流出管道,不要在最高點(diǎn)或者向下的管路上安裝儀表(傳感器管道可能會(huì)排空或者處出現(xiàn)氣泡),(圖5)德國VSEVS0.04流量計(jì)公司為促使電磁流量計(jì)實(shí)際使用壽命增加,把故障實(shí)際發(fā)生率把控至最低范圍,務(wù)必強(qiáng)化對(duì)電池流量計(jì)日常維護(hù)管理。一是,變送裝置管內(nèi)壁部位,需定期清理好結(jié)垢層,對(duì)絕緣襯里優(yōu)良絕緣性起到良好保障作用;二是,生產(chǎn)運(yùn)行期間,定期檢查儀表,屬于保證后續(xù)濕氣與水下運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵,特別是檢查接線口好儀表端蓋處密封性,以去吧儀表內(nèi)部不會(huì)進(jìn)入水與濕氣;為確保儀表有極高的密封性,應(yīng)時(shí)刻在殼體蓋螺紋位置涂好潤(rùn)滑黃油,且需防止因碰撞而受損;三是,流量計(jì)實(shí)際運(yùn)行期間,儀表零點(diǎn)務(wù)必要定期標(biāo)定好,確保電磁流量計(jì)可實(shí)現(xiàn)有效接地;四是,電磁流量計(jì)實(shí)際使用部門應(yīng)當(dāng)為每個(gè)技術(shù)人員建立起短期與長(zhǎng)期的培訓(xùn)計(jì)劃,設(shè)定出具體的培訓(xùn)內(nèi)容與要求,要根據(jù)相關(guān)技術(shù)人員的實(shí)際技能情況,制定有針對(duì)性的培訓(xùn)計(jì)劃。從而促進(jìn)儀表技術(shù)人員對(duì)電磁流量計(jì)實(shí)際期間故障問題的實(shí)時(shí)檢查分析及排除能力,強(qiáng)化對(duì)電磁流量計(jì)日常的維修處理,以確保更好地使用電磁流量計(jì)。
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