德国VSEAR2500流量计样册同时我们还经营：流量计准确度影响的实验分析 1实验要求   实验用钟罩式气体流量计标定装置标定DN50G65气体涡轮流量计,其准确度等级为1.5级;最小流量为Qmls:10m'/h,最大流量为Qmax:100m³/h;流量计量程比为1;10;上游直管段要求:5D=50X5=250mm=25cm,'下游直管段要求:3D=50X3=150mm=15cm. 2实验思路   实验以在流量计前端安装一对大小头作为扰流件,在扰流件和流量计之间安装不同长度的直管段。经过一定时间段的运行,确认标准裝置与流量计的流量偏差以及疣量计的重复性,以此分析扰流件对流量计准确度的影响。 3实脸分析 3.1在流量计.上游安装40cm直管段,下游安装19cm直管段实验   流量计上游直管段长度大于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装图如图1所示，示意图如图2所示。 实验数据如表3所示。   从表3可以看出,扰流件安装在距流量计上游端较远时,其运行数据的流量偏差与重复性符合流量计的国家标准。 3.2在流量计上游安装29.1cm直管段,下游安装19cm直管段实验   流量计上游直管段长度较大于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装示意图如图3所示.   实验数据如表4所示。从表4可以看出,扰流件安装在距流t计上游端接近5D处时,其运行数据的流量偏差(qmin≤q≤qt部分)>3%,不满足国家标准的要求,但其重复性符合流量计的国家标准。 3.3在流量计上游安装19cm直管段,下游安装40cm直管段实验   流量计上游直管段长度小于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装示意图如图4所示   从表5可以看出,找流件安装在流量计上游端小于5D处时,其运行数据的流量偏差(qai≤q≤qt部分)>3%,不满足国家标准的要求,但其重复性符合流量计的国家标准。1.正确地安装   正确安装涡街流量计传感器是确保测量精确可靠的首要前提,若在安装地点和方式选择.上失误轻者影响测量精度重者会影响传感器的使用寿命甚至损坏传感器。 ①保证适当的直管段   安装传感器时,一般要求上游直管段长度15-40DN下游段长度5DN,可根据上下游管道的情况适当调整以保证测量精度。传感器也应避免在架空的非常长的管道上安装传感器这样时间一长后,由于传感器的下垂容易使传感器与法兰间的密封泄漏,若不得已要安装时必须在传感器的上下游2D处分别设置管道支架等紧固装置。 ②避免较强的振动   传感器应避免安装在振动较强的管道上,若不得已要安装时,必须采用减振措施,在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置并加防震垫。在空压机出口处振动较强不能安装传感器应安装在储气罐之后。 ③根据测量流体选择合适的安装方式   在对高压风测量时,可以选择将涡街流量计传感器安装于水平管道或垂直管道.上但如果高压风中水份含量较高,水平安装时传感器应安装在管线的较高处,垂直安装时气体流向应由下向.上。无论水平或垂直安装流体流向必须与传感器表体.上的流向箭头保持一致。④对外部环境的要求   传感器避免安装在温度变化很大的场所和设备的热辐射范围内若必须安装应有隔热通风措施。在潮湿、含有腐蚀性气体的环境中安装时必须做好防潮及隔离措施。外因为电噪声会干扰传感器的正确测量,因此安装位置要远离大功率变压器、电机等干扰设备。 2.正确设定参数   流量积算仪具有良好的全中文界面,以方便用户操作。正确进行参数设定是保证计量精度的前提。测量介质选择空气,因为对高压风的体积流量计量不需要压力温度补偿,因此测量信号设置为工作状态下的体积流量输入信号选择频率瞬时流量的单位默认为m³/h不需要用户设定。超声波流量计目前通常采用三种安装方式:W型，V型，Z型。根据不同的管径和流体特性来选择安装方式，通常W型适用于小管径(25～75mm)，V型适用于中管径(25～250mm)，Z型适用于大管径(250mm以上)，总之，为了提高测量的准确性和灵敏度，选择合适的安装方式，使得测量信号(即差值)与二次仪表相匹配。　　为了保证仪表的测量准确度，应选择满足一定条件的场所定位:通常选择上游10D、下游5D以上直管段;上游30D内不能装泵、阀等扰动设备。1、零流量的检查　　当管道液体静止，而且周围无强磁场干扰、无强烈震动的情况下，表头显示为零，此时自动设置零点，消除零点飘移，运行时须做小信号切除，通常可流量小于满程流量的5%，自动切除。同时零点也可通过菜单进行调整。2、仪表面板键盘操作　　启动仪表运行前，首先要对参数进行有效设置，例如，使用单位制、安装方式、管道直径、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流体类型、两探头间距、流速单位、最小速度、最大速度等。只有所有参数输入正确，仪表方可正确显示实际流量值3、流量计的定期校验　　为了保证超声波流量计的准确度，我们进行定期的校验，通常我们采用更高精度的便携式流量计进行直接对比，利用所测数据进行计算:误差=(测量值-标准值)/标准值，利用计算的相对误差，修正系数，使得测量误差满足±2%的误差，即可满足计量要求。该操作简单方便，可有效提高计量的准确度。应用中存在的问题有: 1)气体涡轮流量计要求被测介质清洁。人工煤气如净化不好，存有煤焦油和萘等,会严重影响计量的精度。致使此表在冬季只运行半个月就出现故障而不记数,拆开以后，发现轴承弹簧圈严重腐蚀。 (2)断电造成气量丢失。 解决问题的对策: 1）合理地制定保养计划:根据腐蚀情沉而定，冬季半个月,其他季节可稍长一些(1~2个月)。另外,传感器在工作中,叶轮的速度很高,即使在润滑良好时,仍有磨损产生,在使用一段时间后,应换轴承并重新标定。2)加装油过滤器(见图1)。其工作原理:当气体进入罐体后经挡板进入净化用油中，人工煤气中的煤焦油灰尘萘硫化物等杂质溶于油中，从油中返上的气体经不锈钢过滤器后进入流量计。加装油过滤器后计量表不但运行稳定，而且保持精度。1997年在装有涡轮流量计的600余户的调压站,安装一台油过滤器2台德莱塞表,经过近5个月的对比实验,效果良好，仪表运行稳定，没有发生过任何 故障。该表与德莱塞表进行对比,总误差在1%内,能够满足调压站的要求。 3)对巡视人员加强计量知识的培训,对每天的数据进行运行分析。 4)气体涡轮流量计中的锂电池一般可连续使用一年,但要保证计量表稳定运行,不能等到电池没电再换。德国VSEAR2500流量计样册  气体涡轮流量计是速度式流量计量仪表的一种,其传统结构(图1)主要由壳体、叶轮支架、轴承支架、叶轮轴、轴承叶轮、导流整流器、计数装置组成。当被检测气体经过气体涡轮流量计时,气体在导流整流器中被整流和加速,然后推动叶轮进行旋转,叶轮转动的速度和进过流量计的流体流速成正比,通过一系列的减速,最后由计数装置对叶轮转动的圈数进行累加,达到流量计计量的目的。  但是通过多年的实践发现，仪表的精度除了受零部件加工精度的影响以外,和轴承选用也有很大的关系，仪表要想保持长时间的稳定运行,轴承必须有足够的使用寿命,但是,对于进行维修和维护的仪表进行故障统计分析,大多是由于轴承的失效造成了仪表的损坏,对其进行受力分析(图2)表明,传统型的流量计结构在轴承的设计方面是一个薄弱环节。  叶轮受到气流的冲击，气流对叶轮除了产生驱动叶轮旋转的推力外,还会产生一个垂直于叶轮的推力F推力，为了维持平衡，固定轴承会受到一个由轴承支架提供的反作用力F反推力。固定轴承为了支撑叶轮及轴系本身的重力会受到-个压力N反推力,浮动轴承由于阻止叶轮以固定轴承为支点进行旋转会得到一个压力T",因此，固定轴承处在一个最恶劣的工作环境之下,经过长时间的运转，在缺少润滑的情况下，固定轴承的使用寿命大打折扣。特别是在高速运转情况下,垂直于叶轮的推力F推力也会随着转速的提高而提高，固定轴承的使用状况随之更加恶化。事实也正是如此，在维修的气体涡轮流量计中，离叶轮较近的固定轴承损坏几乎占到了100%,轴承最后只剩下了内圈外圈,叶轮也因此波及,仪表不得不进行关键部件的更换，及时发现故障并进行排除还好，如果没有及时发现，造成经济上的损失我们将无法弥补。为了改善固定轴承的使用环境,轴承所承受的支撑力我们无法改变，但是，我们可以想办法改善固定轴承所受到的反作用力F反推力，因此,引入了气体推力轴承的设计。由金属管浮子流量计的工作原理我们知道：流体的流量与浮子在锥管中的高度有关，因此要实现对流量的测量，实际上取决于对浮子位置的测量。　　本设计中采用美国公司生产的非接触式角位移磁阻传感器HMC1501代替传统的接触式角度传感器，HMC1501可以测量从磁铁发出的磁场的方向角。　　设计中将一条形磁铁置于磁阻传感器上方，令磁阻传感器与锥管间距离为L，传感器距锥管底部高度为H，如图2.3所示。　　当浮子位于高度H处时，小磁铁的转角为0。当流量变化时，浮子上下移动，其内嵌磁钢也随之上下移动，此时，置于磁阻传感器正上方的条形磁铁受到磁场作用发生转动，如图2.4，转动的角度即与浮子位置有关。　　由上图可见当磁铁转过角度为θ时，金属管浮子流量计浮子在锥管中的位置h=H+Ltgθ，则根据式1.9可得：按照热式气体质量流量计安装方式的不同，可以分为插入式和管段式热式气体流量计。插入式流量计(一般有两部分组成：检测探头和转换器)一般采用法兰盘安装或其他方式安装，将测量探头插入待测流体管道内，通过转换器部分对检测探头部分采集的信号进行处理，按一定的关系换算成实际流量并通过表头显示。插入式流量计在大、中型管道以及特大型管道的流量测量上，相对于管段式流量计有着一定的优势。管段式气体流量计，将测量探头部分固定在一段标准管道内，在使用时，必须要在实际流体管道上转接上标准管道，分布式热式流量计多采用这种方法。　　按流量计检测变量的不同，将之分为恒定温差型和恒定功率型流量计。恒温差型流量计是指，随着流体的流动，测量探头上热量散失，系统以一定的功率对测量探头进行加热，维持两个探头恒定的温度差(比如 100 摄氏度)。恒定功率型是指以某一恒定的功率对测量探头加热，流量为零时两个探头的温度差为某一温度差值(比如100摄氏度)，随着流量的变化，两个探头的温度差值发生变化，使流量与温度差值之间体现一定的关系，以此为依据而设计的流量计。　　按照热源作用位置的不同，将热式气体质量流量计归结为热分布式和热耗散式两大类。热耗散式流量计采用的是热力学中的金氏定律，因此又称为金氏流量计。热分布式流量计利用气体流动传递热量，改变被测量管道上的温度分布情况，主要应用在微小流量的洁净气体测量和精细制造工艺的过程控制等。  评定涡街流量计性能指标主要有4个参数:K系数、量程比、重复性和准确度等级。其中,K系数是指一个测量周期内,流量计输出的脉冲数与流过流量计的相应流体总体积之比,每台流量计都.有一个对应的平均K系数,一般都是通过实流标定得出的;量程比是指流量计可测最大流量值与最小流量值的比值;重复性是指在相同测量条件下,重复测量同一个被测量,测量仪器提供相近示值的能力;准确度等级是指符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别或级别。   根据上述测试性能指标，对该方案研制的DN25mm、DN32mm和DN50mm共3种口径的样机一批共10台进行测试，10台样机启停质量法水流量标准装置上全部通过0.5级合格检定,特别是重复性指标，全部优于0.1%。其中一台DN25mm口径样机的标定结果见表1,其量程比达15:I,最小流速测到0.28m/s,量程范围明显高于同口径的各种容积式流量计,准确度等级高于涡街流量计等其他普通速度式流量计。   2014年，国内某核电站定制了一台DN25mm口径涡街流量计，用于计量含结晶和颗粒物的核废液,经用户现场标定其准确度等级达到0.4;另一化工企业用户的一台DN25mm口径涡街流量计,用于计量150℃下的甲基邻苯二铵有机液流量,介质粘度150mPa.s,用户现场实.流标定其准确度等级达到0.5级。德国VSEAR2500流量计样册1.上电前,再次检查流量计供电及信号接线,并确认接线端子,螺丝拧紧，没有松动现象。2.电磁流量计上电,检查二次表液晶屏数值显示是否正常。然后按照第四节进行参数设置。3.参数设置完成后,开始时管道里并没有污水流过,这时流量计二次表应该显示空管报警,同时显示设备位号、量程、瞬时流量为0、量程进度条为空、累积量为0。4.检查自控系统信号是否与流量计二次表显示一致。5.检查管道、阀门及其它装置是否具备进水条件.如果具备进水条件,通知上游来水。按照3个流量值进行标定：50m³/h、100m³/h、150m³/h。上游来水通过调整外派水泵频率,并在出水流量计上尽量接近要求流量值,然后等进水稳定确认无气泡后,开始检查数值是否准确,如果数值基本符合并在工艺要求误差允许范围内,则标定完成.如果误差较大,则需要查明原因：●管道是否有泄露●流量计一次表安装是否有问题●流量计接地是否良好●周围是否有干扰源●一次表与二次表接线是否紧固●信号线屏蔽是否接地●确认一次表与二次表是否配套●重新确认参数设置，并进行微调,比如小信号切除等6.设置完成后，根据装置实际情况,将流量计投入使用。在投入使用前将调试过程中产生的累积量清零,确保自控系统累积量与现场二次表头显示一致,方便后期核对数据。应用中存在的问题有: 1)气体涡轮流量计要求被测介质清洁。人工煤气如净化不好，存有煤焦油和萘等,会严重影响计量的精度。致使此表在冬季只运行半个月就出现故障而不记数,拆开以后，发现轴承弹簧圈严重腐蚀。 (2)断电造成气量丢失。 解决问题的对策: 1）合理地制定保养计划:根据腐蚀情沉而定，冬季半个月,其他季节可稍长一些(1~2个月)。另外,传感器在工作中,叶轮的速度很高,即使在润滑良好时,仍有磨损产生,在使用一段时间后,应换轴承并重新标定。2)加装油过滤器(见图1)。其工作原理:当气体进入罐体后经挡板进入净化用油中，人工煤气中的煤焦油灰尘萘硫化物等杂质溶于油中，从油中返上的气体经不锈钢过滤器后进入流量计。加装油过滤器后计量表不但运行稳定，而且保持精度。1997年在装有涡轮流量计的600余户的调压站,安装一台油过滤器2台德莱塞表,经过近5个月的对比实验,效果良好，仪表运行稳定，没有发生过任何 故障。该表与德莱塞表进行对比,总误差在1%内,能够满足调压站的要求。 3)对巡视人员加强计量知识的培训,对每天的数据进行运行分析。 4)气体涡轮流量计中的锂电池一般可连续使用一年,但要保证计量表稳定运行,不能等到电池没电再换。  高流速时,电磁流量计中的流体为湍流,且雷诺数越大，流体小尺寸结构越小。但流体整体向前的流速不会因为湍流而减小,这样的情况下可知电磁流量计流体中的非导电物体的尺寸更小。当含水率不变,非导电物体物质半径变小后对电磁流量计的整体流速分布不变、对流量计的磁场分布影响较小。根据式(1)可知，电磁流量计中非导电物质的半径大小对流量计的权重函数是有影响的。  当电磁流量计中心横截面内含有M(M=0,1,2.,-.)个油泡时传感器的权重函数分布情况,本文算例设定M=3权重函数分布情况计算方式。图1为电磁流量计传感器截面内存在3个球形油泡时的结构模型图。其中,x轴与y轴与图1描述--致,图1中只显示了测量区域部分,测量区域流体中存在3个油泡。y正半轴、负半轴与管壁的交点是流量计的电极位置。  图1中3个油泡相互不重叠,此时传感器内部感应电势仍满足Laplace方程。为了对该问题进行求解,需建立2种坐标系,一种是以传感器中心为原点建立的二维直角坐标系(x,y),另一种是以各个油泡中心为原点建立的M个二维极坐标系(ri,θi)。首先在二维直角坐标系下对该问题进行求解(本例M=3),求解感应电势方程时需借用一个辅助的格林函数G,G满足Laplace方程且边界条件  式中,R为电磁流量计半径的长度值;მG/an为电势在半径方向上的导数;δ(θ)为电势G在流量计管壁处所满足的条件,其值仅在电极表面处不为0。当流体中存在油泡时,G表达式为   式中,R为测量管的半径;x与y分别表示测量区域中的位置。  当电磁流量计流体中存在3个油泡时,G=G+G1+G2+G3图2显示了流量计流体截面中存在3个不重叠的油泡时,流量计截面内部权重函数wy分布图;从式(2)以及仿真图中可以发现油泡所在位置权重函数值是0。当然，存在多个油泡分布在不同位置流体中时权重函数分布情况也可以用上述方法计算。  仿真实验中,设定不同大小的非导电物质对电磁流量计权重函数进行仿真,如图3所示为不同大小非导电物质对电磁流量计权重函数的影响。图3中左边的分别为权重函数分布图，右边分别为权重函数等势图,其中R单位为cm。从图3中可见,当电磁流量计中的非导电物质半径越来越小，对电磁流量计的权重函数的影响就越小。  为了更清楚地揭示电磁流量计的权重函数与流量计中非导电物质半径之间的关系,定义c为非导电物质对流量计权重函数的影响的评价指标式中,Wxy为含有油泡等非导电物质时电磁流量计在测量区域坐标(x,y)的权重函数;Wxy0为电磁流量计不含非导电物质时测量区域坐标(x,y)的权重函数;A为权重函数区域(测量区域)。  图4为不同大小非导电物质对流量计权重函数的影响分析图。图4中横轴为非导电物质半径,纵轴为权重函数的影响因子c。从仿真结果可以看出流体中的非导电物质半径较小时,对电磁流量计的权重函数影响越小。在本例中，当流体中非导电物质小于0.02R时,对电磁流量计的权重函数分布几乎没有影响。