簡述渦街流量計在測量中都有哪些因素導(dǎo)致精度不準(zhǔn)確
渦街流量計是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理研究生產(chǎn)的,渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。
隨著社會的發(fā)展人們對能源的需求越來越大,能源短缺的現(xiàn)實逐步顯現(xiàn),人們對能源管理和控制意識進(jìn)一步加強,能源計量的準(zhǔn)確性將會愈來愈重要。
渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小,儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。
渦街流量計采用微功耗高新技術(shù),采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
渦街流量計測量氣體介質(zhì)時影響精度準(zhǔn)確度的因素分析及解決辦法:由于渦街流量計的結(jié)構(gòu)和測量原理的特點,渦街流量計測量精度受到振動、脈沖干擾、測量介質(zhì)、安裝方式以及流體狀況等原因有較大的影響。
1.管道振動
渦街流量計本質(zhì)上是流體振動型流量計,除壓電晶體檢測式渦街流量計,其它渦街流量計對機械振動特別敏感。由于渦街流量計輸出脈沖與流速成正比、檢測渦街的升力與流速平方和被測流體的密度成正比,所以在小流量時,渦街流量傳感器信號頻率低且幅值小,受到低頻的管道振動干擾影響嚴(yán)重,輸出脈沖誤差大;隨著流量的增大,渦街流量傳感器信號頻率變大且幅值增強,受到低頻的管道振動干擾影響減弱,輸出脈沖也隨之誤差變小。
當(dāng)渦街流量計安裝位置出現(xiàn)管道振動時可以采取以下方法:
1.1增設(shè)管道固定支架,限制管道振幅;
1.2調(diào)整儀表電路的設(shè)定狀態(tài),力求排除振動影響;
1.3如以上無法實現(xiàn)時可根據(jù)渦街流量計對不同方向的抗振能力的不同,在安裝管線上的流量計方向用X-Y-Z三維坐標(biāo)表示,X是管道中心線方向,即流量計進(jìn)出口的方向;Z是流量計柱體軸向;Y是與管道中心線垂直同時與流量計柱體軸向垂直的方向,也是渦街流量計橫向力作用的方向。流量計Z方向的抗振能力最強而Y方向最差。觀察或測量管道的主要振動方向,旋轉(zhuǎn)流量計,直到Z軸與此主振方向重合,把儀表固定在該方向上。盡可能減小管道振動對流量計測量的影響。
2.脈沖干擾
渦街流量計如果附近存在與其測量脈沖信號重疊的變頻器、電機等設(shè)備時,易發(fā)生外界干擾信號覆蓋或疊加被測信號,致使流量計無法進(jìn)行準(zhǔn)確計量。這時應(yīng)做好流量計接地和屏蔽保護(hù)。也可對影響信號的噪聲源進(jìn)行控制,如對變頻器、電機電纜加裝金屬套管進(jìn)行屏蔽;遠(yuǎn)離噪聲源安裝流量計;在流量計與噪聲源之間加裝T形管、90?彎頭、多孔消音器等管件可以在一定程度上降低噪聲的影響。
3.測量介質(zhì)
渦街流量計主要對單相流體進(jìn)行測量,當(dāng)出現(xiàn)兩相流時測量結(jié)果將有明顯的偏差。如測量過熱蒸汽時,如果管道保溫不好或流動阻力損失太大,將造成過熱蒸汽溫度快速下降而使蒸汽由過熱變?yōu)轱柡,出現(xiàn)凝結(jié)水。而凝結(jié)水的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于蒸汽密度,因而,蒸汽凝結(jié)導(dǎo)致渦街流量計測量蒸汽流量明顯變小。我們應(yīng)對易于液化氣體介質(zhì)進(jìn)行加壓或保溫措施,并實時監(jiān)控介質(zhì)溫度與壓力,防止氣液兩相流出現(xiàn)。
4.流體狀況
流量計正常工作流體條件:①具有充分發(fā)展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布;②充滿圓管的單相流體;③定常流。④牛頓流體[4]
流量計在使用中偏離這些條件將產(chǎn)生附加誤差,在現(xiàn)場流體流動特性中的具有充分發(fā)展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布及定常流常是難以滿足的,它們將造成測量誤差的增大,有時增大多少難以定量確定,因此在現(xiàn)場使用中必須密切注意流動特性的情況。
影響準(zhǔn)確流體原因:流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流:流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流對流量計特性的影響因工作原理而異,有的很嚴(yán)重,有的無甚影響,一般來說,推理式流量計(差壓、渦輪、渦街、超聲、電磁等)都要受影響,而容積式流量計不受或基本不受影響。
非定常流:在現(xiàn)場使用中非定常流并不少見,非定常流可分為二大類:周期性脈動和隨機性波動。在發(fā)動機、泵、風(fēng)機等出口的流動可見周期脈動,而管道中的流動受阻流件及管道系統(tǒng)的干擾一般都存在隨機性波動。至今還沒有明確規(guī)定流量所需要的定常流條件的定量指標(biāo)。在流量測量標(biāo)準(zhǔn)中只是含糊地規(guī)定:管道內(nèi)的流量應(yīng)該不隨時間而變化,或?qū)嶋H上只隨時間有微小和緩慢的變化。滿足流量檢測件上下游直管段所需要的作業(yè)空間、加裝多孔導(dǎo)流裝置和保證安裝管線與流量計管徑中心線對齊,且無凸出物(如安裝的墊片)突入測量管道,可以有效避免非定常流的出現(xiàn)。
通過分析影響渦街流量計在氣體測量準(zhǔn)確度的幾點原因,并加以改善,從而有效提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。保障工藝操作控制、加強效益核算管理,為企業(yè)經(jīng)營管理決策提供更加可靠的依據(jù)。
渦街流量計選型能否成功很大程度上取決于選型人員對儀表性能質(zhì)量和測量對象特性的確切了解。對于儀表性能質(zhì)量方面應(yīng)特別注意廠商的虛假宣傳及誤導(dǎo)成分。測量對象的確切了解非常重要,并非用戶對自己的測量對象都有準(zhǔn)確了解,許多選型的失敗就是因為提供參數(shù)不準(zhǔn)確所致。有些對象特性是需要經(jīng)過深入調(diào)查才能搞清楚的!
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