流量计:蒸汽流量计|污水流量计|明渠式流量计|电磁流量计|靶式流量计|涡街|涡轮|流量积算仪

精信测器

 

2.4过程控制用流量测量仪表的特点

过程控制是使用流量仪表(不包括家用水表、燃气表)最多的领域,流量仪表在过程控制中的作用是对密封管道中的流体流量进行监测,有些部位还将流量测量仪表同调节仪表、执行器等组成调节系统,将流量稳定在合适的数值,从而实现过程的稳定化。对这样一个特定任务,流量测量仪表就要有以下一些要求。

(1)    可靠性要求

①     仪表应具有高度的可靠性。现代工业装置趋向于大型化的连续过程,仪表故障容易导致过程的不稳定,而对安装在管道上的流量计一旦发生故障,又不可能为了修理特地将流程停下来,因此仪表制造和系统设计都要首先考虑可靠性,包括用于温度补偿的热电阻的可靠性。

有些仪表制造商对相比之下容易发生故障不便维修的部件实行双重化,如8800C型涡街流量计有双传感器的产品,在CPU控制下,可以自动判别两只传感器的信号,一旦其中一只发生故障,则将其舍弃,从而提高变送器的可靠性。也有一些制造商设计了在不断流条件下更换传感器的方法。有的电磁流量计制造商提供了不断流更换电极的方法和工具,这些都为提高可靠性创造了良好的条件。

②     故障诊断。仪表一旦发生故障,故障诊断部分应能自动提示发生故障的部位和故障性质,以便维修者缩短排除故障的时间。

在仪表数字通信的方法将诊断信息送入计算机后,计算机可对仪表的运行状况进行监视,在仪表故障时发出报警信号,并显示故障内容,甚至采取必要的安全措施。

(2)稳定性要求

①流量测量仪表的输出应具有良好的稳定性,如果流量信号本身有噪声,应可通过表内的阻尼调整,使示值稳定到便于读书。在与调节器组成调节系统时,应使调节器输出无明显振荡。

②流量测量仪表示值的环境温度影响应在规定的技术指标范围内。

③     仪表应有良好的长期稳定性。现在多数仪表公司对智能差压变送器已有这方面的指标,例如EJA-110A型变送器承诺,其长期稳定性为每24个月示值漂移不大于±0.1%FS,2010TD型变送器承诺每12个月示值漂移不大于±0.05%FS。

(3)响应时间要求  有许多流量测量仪表与调节器等一起组成调节系统,要求流量测量仪表的响应时间在1s以内。在流量定值调节系统中,流量测量环节的总时间常数如果大于1s,就可能对调节品质产生明显影响,严重时导致系统振荡,无法工作。

(4)抗干扰能力要求

①抗振动干扰能力。流量传感器大多安装在管道上,现场环境条件较恶劣,其中振动是一大干扰,所以流量传感器、转换器等都应有较强的抗干扰能力。有些型号的涡街流量计和科里奥利质量流量计就是因为抗振动干扰能力不够理想,在现场用不好,出现“无中生有”和示值偏高等现象。

②抗射频干扰能力。在安装流量计的工业现场有多种干扰源,例如厂房内的行车开过,铲车开过或附近有人使用对讲机,都会引起某些流量测量仪表示值升高,这是因为行车中的电器、铲车的火花塞发出的射频电磁波,对讲机天线发出的射频电磁波经某些途径进入仪表,干扰其工作。

近几年来,人们对射频干扰影响开始重视起来。测量仪表增设射频干扰影响指标,并采取很多措施提高抗干扰能力。

(5)输出信号的多样性

①模拟输出。流量测量仪表应有4~20mA的模拟输出,而且应有恒流特性。

②频率输出。流量变送器(转换器)用频率将流量信号传送到显示仪表或调节器,可以基本不损失精确度,这是这种方法的突出优点。

④     数字量输出。流量测量仪表RS-485之类的通信口与计算机连接,在专用软件的支持下,不仅可将流量测量仪表测量到的各种参数传送到计算机,将故障信息和有关组态数据、表征仪表状况的有关数据传送到计算机,而且可以通过计算机在控制室参改现场仪表的组态,进行检查、校验、维护和管理等各项工作(详见本书第10章)。

(6)输出信号的隔离要求  流量测量仪表信号输出端应与地端以及交流电源相隔离,以免为后续仪表引入干扰以及由于共地引发故障。

(7)准确度和范围度要求  对于仪表准确度地要求,用于贸易结算地流量计有明确地规定,用于过程控制地流量计没有明确规定。但总地来说要求没有贸易结算用流量计那样严格。这是因为在过程控制中,操作控制得是否适当的最终指标是成分量等所表明的品质指标。例如燃烧过程中的空气燃料比有可能因流量测量精确度不够高而偏离最佳值,但可通过氧含量、烟色等指标进行判断,修改空气燃料比,使其保持在合理范围内。

对于测量范围度的要求也不像贸易结算那样高,30~40年前许多新型流量计还未问世时,过程控制中的流量测量绝大多数还是靠节流式差压流量计,当时的技术水平一般智能达到3∶1的范围度,基本上能满足需要。现在市场上销售的流量计大多已实现智能化,当系统设计时所选定的测量上限被实践证明属太大或太小时,通过手持终端予以修改,使之合理化,这是流量测量技术的一大进步,这一进步使过程中的流量测量仪表的范围度极少出现问题。

参考文献

1         ISO4006∶1991Measurement  of  fluid  flow  in  closed  conduits――Vocabulary  and  symbols

2         ISO11631 Measurement  of  fluid  flow――Method  of  specifying  flowmeter  performance

3         JJF1001-1998通用计量术语及定义

4         GB/T18603-2001天然气计量系统技术要求

5         余小,纪纲。热能贸易结算中的计量要求及表计功能.医药工程设计,2001(2):33~36

6         GB/T2624-1993流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文管测量充满圆管的流体流量

7         GB/T17167-1997企业能源计量器具配备和管理导则

8         纪纲,章小风,郝建庆。孔板流量计扩大范围度的一种方法。自动化仪表,1998(6):7~10

 

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