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差压式流量计测量误差的分析
发布时间:2020-11-18 08:07:30

一、前言
  差压式流量计用于测量流量,它具有结构简单.使用寿命长,适应性广,并且结构已经标准化,不需要单独标定等优点。近年来,随着电子技术的迅猛发展,与其配套使用的差压变送器的精度和稳定性等性能得到不断提高.流量显示积算仪器随着单片机的应用.能够精确地实现实时密度修正、流量显示和累积。
二、差压式流量计使用中的测量误差
  差压式流量计在现场实际应用时,它的测量误差往往超过2%,有时甚至达到10%-20%。特别是在采用差压式流量计作为工艺生产过程中物料的计量.进行经济核算和测取物料衡算数据时,这-矛盾更显得突出。然而在只要求流量相对值的场合下,对流量指示值和实际值之间的偏差往往不破注意,但是事实上是客观存在的。因此,必须引起注意的是.不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造,更要注意正确的安装、维护和仪表使用等,才能保证差压式流量计有足够的实际测量精度。
下面分析一些造成测量误差的原因,以便在实际应用中引起注意,并予以适当处理。
(一)仪表量程对测量误差的影响
  现在亚洲必赢手机登陆以一实例来阐述仪表量程对测量误差的影响。测量蒸汽用孔板流量计装置,变送单元采用差压变送器,显示仪表为智能开方积算器。该孔板流量计最大压差值为40Kpa.最大流量为8t/h。当设备高负荷工作时,所需蒸汽的常用流量为6t/h左右:当设备低负简工作时.所需蒸汽的常用流量为4t/h左右。同是-一台流量计,高负荷和低负荷使用时会产生什么样的结果,下面用流量公式进行推算。
  对于输入的妊侵薇赜只锹解差玉电流I,其流量理论值可用以下推导公式求得:Qm*Qmax
  亚洲必赢手机登陆假设差压变送器在零点处存在OlmA的漂移,将漂移量分别代入高负荷和低负荷使用时的常用流量所对应的电流值中,利用推导公式得到两组数据,分别与各自的标标准值比较,算出误差.见下表:

  上表的数据表明,同样的漂移量在量程内不同使用点所产生的测量误差是不同的,究其原因就是由于常用流量相对于量程的比值发生了变化,致使低负荷使用时的测量误差(1.084%)大于高负荷使用时的测量误差(0.506%)。通过上述实例,亚洲必赢手机登陆可以推理出以下结论:
  如果量程相对于常用流量的比值大,那么流量计的测量误差就大;如果量程相对于常用流量的比值小,那么流量计的测量误差就小。如何使由于流量计量程的原因造成的测量误差减到最小,可以使用如下几种方法:
l选择流量计时尽可能使常用流量在满量程的2/3处以上。
2定期检查差压变送器的零点,及时消除差压变送器的零点漂移。
3一台流量计,低负荷使用时,要压缩差压变送器的量程,高负荷时再放开,这样就可有效地控制流量计的测量误差。
(二)温度、压力对测量误差的影响
  由于孔板的设计是在给定的设计压力和设计温度下进行的,而实际生产中,由于被测流体工作状态(压力、温度)的变化,给流量测量带来很大误差。分析过程如下:
  当采用角接取压的孔板流量计来测量介质流量时,流过节流孔板的流量为:
M=0.01252αεd2、ΔPρ(1)
  随着工作状态偏离原设计条件,a、ε、d的变化较小,由此产生的测量误差可以忽略不计。但密度变化较大,由此引起的测量误差不能忽略不计。
  当温度和压力在一-定范围内波动,对于过热蒸汽可以看作理想气体,则其密度计算公式:-20PT20(2)

  过热蒸汽用量季节性变化很大,因而工作压力和工作温度也有相应波动,压力在7kg/cm2-3kg/cm2之间变化,温度在270℃-200℃之间变化。由于密度与压力成正比,与温度成反比,所以经计算分析,当压力低至3kg/cm2,温度高至270℃时,其密度变化最大,因而其相对误差最大。

  经上述分析可以看出,温度、压力参数对测量结果影响很大,要对其进彳于温度压力补偿,提高系统的测量精度。
(三)节流装置方面对测量误差的影响
1.节流装置安装不正确。孔板的尖锐一侧应迎着流向,为入口端,而其呈喇叭醒侵薇赜只锹交侧为出口端,即孔板具有方向性,不能装反。除此以外.由于安装不正确而引起的测量误差.往往是由于孔板开孔中心和管道中心线不同心所造成。因此,在结构设计加工制造和安装中,必须十分注意。
  孔板入口边缘的磨损。节流装置使用日久,特别是在被测介质夹杂有固体颗粒等机械物情况下,或者由于化学腐蚀,都会造成节流装置的几何形状和尺寸的变化。对于使用广泛的孔板来讲,它的入口边缘的尖锐度会由于受到冲击、磨损和腐蚀而变钝。这样.在相等数量的流体经过时所产生的压差将变小,从而引起仪表指示值偏低。故应注意检查维修,必要时应换用新的孔板。
  节流装置内表面的污垢和流通截面积的变化。在现场使用中,孔板等表面可能会粘结上:一层污垢,或者由于在孔板前后角落处日久而沉积有沉淀物,会使管道的流通截面积发生渐变,以及引压管管路的泄漏和脏污.都会造成流量测量误差。
(四)直管段对测量误差的影响
  推导流量基本方程时.曾假定管道中的流体是稳定流,因而在使用节流装置时,必须是管道内充满流体作稳定流动,流体流入节流装置前必须是流束与管道轴线相平行,而不能有旋转流。这样,就要求在节流装置前有足够长的直管段,以排除由于泵、弯头、阀[及管道收缩(或扩大)等引起的干扰。
三结束语
  标准节流装置与差压计组成的差压式流量计,由于它具有原理简明.设备简单.应用技术比较成熟,容易掌握等优点,是目前工业生产上应用最广泛的流量仪表。其缺点是:安装要求严格,压力损失较大.刻度非线性等。

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