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热量表的热量计量原理及计算2003年10月(2)

代入以上公式解得

  ℃)1

图2给出了在流量计安装在回水管,压力为0.6MPa,温差为10~40℃时,热系数与入水温度的关系曲线。由图2可以看出,在工作压力和温差保持不变的情况下,入口温度越高,热系数越低;入口温度保持不变时,温差越大,热系数越大。

        图2 压力为0.6MPa时,热系数k随进、出口温度变化曲线

图3a表示流量计安装在回水管,进口温度保持50℃、温差在10~40℃时,热系数与压力的关系曲线;图3b为流量计安装在回水管,进出口温差保持10℃,进口温度在60~90℃变化情况。由图3可以看出,压力在允许范围内的变化对热系数的影响不大,当温度或温差一定时,热系数随压力基本保持不变[6]。因为热量表的实际工作环境近似于定压状态,所以可以认为吉布斯函数近似是温度(入水与回水温度)的函数。温度和流量分别通过温度传感器和流量传感器来测量。

                        图3  热系数随压力的变化曲线

2         传感器

2.1 温度传感器

温度敏感元件采用铂电阻Pt500或Pt1000,在0~630.75℃的温度范围内,铂电阻的阻值与温度的关系式为

         

式中: ℃; /℃2

显然,由铂电阻的阻值很难直接求解出温度值,可以使用表格法和线性差值法进行温度的标度变换。即将测得的电阻值与表格内电阻值进行比较,直到 <R<Rn+1时停止比较。此时,Rn所对应的温度值 为所测温度的整数部分,而温度的小数部分:

0℃< <1℃

2.2  流量传感器

     流量传感器可以选用涡轮流量计。涡轮流量计精度高,一般可达到指示值的0.2%~0.5%,而且在线性流量范围内,即使流量变化也不会降低累积精度。来自流量计的脉冲信号经脉冲整形电路后成为具有一定幅度的矩形波信号,然后接入微控制器的I/O口,并进行计数。首先标定出流量计的仪表常数K。若脉冲数为n,则流量为

             

当涡轮流量计使用时的温度和校验时温度悬殊时,要将常温下校验的仪表常数加以修正,其具体的修正公式为

          

式中:K,K0为使用温度、校验温度下的仪表常数; 为涡轮材料、机壳材料的温度膨胀系数; 为流量计校验、使用时的流体温度(      )。

流量计安装的位置(入口或出口)决定了 是入口温度 还是出口温度

3         结束语

国内热量表热量积算的方法多种多样,而欧洲热量表的热量积算仪一般采用k系数补偿法。热量表生产走向国产化时,应注意与国际标准接轨,只有这样才能取得长足的进步。

自动化仪表杂志|论文|热量表的热量计量原理及计算2003年10月(2)


 


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以上资料摘录自《自动化仪表》杂志
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