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智能旋进漩涡流量计正确认识并分析计量误差解决方法

作为新型的流量测量仪表类型,智能型的旋进漩涡流量计在化工生产中的功能相当地给力。它能够在测量过程中通过传感器单元与智能计算单元的协同,自动地修正气体的温度、压力和压缩因子,以达到准确测定气体的总流量。不过因为机器本身存在的固定性的误差因素,以及在使用过程中现场的测量仪表会受到来来于环境,运行工况条件的影响,导致产生计量误差。本文所要探讨的就是如何最大程度地降低以上所说的因素的影响带来的误差,找出导致误差的可探性因素,这对于提高气体测量特别是象天然气计量精度将起到非常重要的作用。
 
一、流量监测的重要意义
21世纪以来,随着科技的发展和进步,人们进入了信息时代,信息是物体和信息现象实体的反映,信息是通过一定的形式信号让人们了解研究物体的信息,人们要了解研究物体的现象,把信息和信号检测出来,而后进行各种处理和信息分析,从而达到了解被检测物体表面特一些数据。
流量测量是自控参数测量中的一类过程参数的测量,它是近几年来,企业为了节能、综合控制和智能管理的标志。
 
二、旋进旋涡流量计的研究
旋进漩涡流量计发展了将近三十年,但是就目前来讲,对这种计量仪器研究的文献比较少。一方面是生产公司对这种计量类的设备资料保密,另一方面是这种流量计量设备比较特殊。最早出现流量计量文章的是1991年HeinRichs的《作用了差分传感器提高旋进漩涡流量计量提高量程下限的实验研究》,在这些发表的文献中对流量计的损失简单的做了叙述为相对控板型等流量计的压力损失小,相对应其他的计量压力损失大,从上述的工作报告中可以看出无论从仪表特征,还是二次仪表的开发,还是流体力学的特性出发对流量计的研究是非常不够的,流量计量还有很多工作需要进行研究和完善。
 
三、旋进漩涡的计量工作原理
智能旋进漩涡流量计属于速度测量仪表,进入流量计的流体是通过漩涡发生器产生漩涡,在文丘管中旋进,进而达到收缩断突然节流的目的,当漩涡流进入扩散段后,在受到回流作用的强迫下,进入流量计流体阶段,当漩涡流进入扩散段后,在受到回流的作用,迫使进入第二次旋转,漩涡流的频率与介质成正比的线性关系,由压力传感器检测,检测的信号经过处理可以转化成流量信号。
(1)旋进漩涡流量计量的特性。
  维持传感器内无机械可动部件,耐腐蚀性好,长期工作故障少维持量小。
(2)工艺安装条件不苛刻,仪表上、下游直管断比较短。
(3)漩涡流的进动频率与介质流速成正比,线性度良好,因此测量的精度比较高,量程比较宽。
(4)体积小、重量轻,离线标定较为方便。
(5)测量信号既可以显示,也可以按需要传。
(6)漩涡的频率只与流速有关,在一定下流速性质的影响下,通用性强,气、液测量可随意切换,仪表常数不变。
 
四、引起误差的主要因素
流量计产生误差的因素,可以总结以下几个因素流量范围、压力变化、直管段因素。误差的产生主要是机械振动、介质中含有杂质、电子干扰等,在使用的过程中也要考虑这几个因素是不是干扰到了流量计的正常工作状态,否则就会使得流量计产生一定的误差。
4.1 计量仪表误差
计量仪表在使用的过程中,每个流量计都有一定的流量范围,当介质流量低流量下限时,或者高于流量上限都会严重的损害流量计,造成损失过大,无法保证流量计的正常使用。
另外流程也很重要,一般情况开发初期气量比较大,到后期,气量在不断的减少,因此流量计必须以工作流量计所处于的范围为准则,超出量程上限或下限,就会出现计量的误差。
其次,压力造成的误差,压力的精确检测对其他的准确测量起着决定性的作用,特别是要减少对应的误差,随着监测点压力的升高,相对误差越来越小,因此在使用的过程中要根据一定的情况选择压力。压力的损失大是流量计的一个缺陷,经过不断的改进,使压力损失不断的得到有限的控制,但压力损失过大时,就要考虑其他的一些方式方法,来改变这种情况。
最后,受直管段的影响,由旋进涡旋流量计的计量原理可知,流体介质的流动状态对测量结果有很大的影响,所以在流量计的前后部位,应该有足够长的直管段以保证介质的稳定。一般情况下,直管段不小于5D,表后直管不小于1D,如果受空间的限制,表前无节流件时,表前直管段可以放宽到不小于3D。但是表前有节流时,必须满足直管段不小于5D的要求。只有这样才能尽量的减少误差。
4.2 外界环境变化带来的误差
外界的误差主要是机械振动、气体的杂质、电磁的干扰等带来的误差。
 
五、减少误差的措施
5.1 选择合适的量程范围
选择合理的量程范围,使用详细的阅读说明书,在设定量程的过程重要考虑环境的变化,当流量计处于下限,不能保持流量计精度时,要尽可能的选择适当的量程。
5.2 选择合适的流量计压力
智能旋进漩涡流量计必须准确的监测介质压力,才能保证流量计的正常运行,流量计的压力检测精度必须以相对误差计算,而压力传感器的误差一般要以误差计算器计算。在智能流量计中,一般对压力的检测采用分段修正,当介质的压力不少于三分之一压力时,可以保证压力检测的相对误差,当压力低于设计压力时,相对误差可能就不能保证小于百分之零点四,所以根据现场的实际介质最高压力确定传感器量程,否则,若用较高的压力规格压力传感器检测低于设计压力,就不能保证流量计的应有精度。
5.3 正确的安装
严格的按照流量计的要求安装,在气质中含有原油和微量颗粒杂质情况下,力争垂直安装,防止原油颗粒杂质在漩涡中发生体周围,出现计量误差。在安装的过程中,要按照安装说明进行安装,尽可能选择好的安装地点。同时加强日常维护工作,定期对仪表进行检测,发现问题及时处理。
总之,随着天然气计量仪表的快速发展,天然气计量已逐步向在线,适时、智能转变。为了提高测量精度加快测量数据的传递,扩大测量设备自我诊断能力,预计在测量系统中会越来越多的采用内置式处理机。
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