影响现场流量仪表精确度的原因和解决方法2011.doc

影响现场流量仪表精确度的原因和解决方法 沈俊安 郭宏 ［摘要 ］ 现场各种介质流量显示累计的基础是传感器，传感器的精确度对于介质流量累计来说是至关重要的。本文以常见的几种流量仪表为例，说明仪表在现场检测过程中精确度下降的原因，怎样来判断，采取哪些措施予以补偿或修正。 ［关键词］ 流量仪表 ； 精确度； 现场检测 ； 补偿 工业自动化仪表，特别是流量仪表已经在国民经济的各个部门获得了广泛的应用，一家大型企业使用的流量仪表多达数千台，它们的可靠性和精确度对用户来说是非常重要的。由于仪表的出厂精确度都是在参比条件下得出来的，而实际使用时的条件往往离参比条件相距甚远，在实际使用中流量仪表的传感器要与流体介质接触，经受着流体的腐蚀、磨损、粘附、堵塞以及高温或低温、高压或负压、高速冲击或热冲击等复杂因素的考验,其性能特别是精确度不可避免地要变化甚至失效，对多数情况来说，这个过程是渐进的，如能及时发现,采取相应措施往往能恢复原来的性能指标,避免出现更严重的局面.本文以应用较广的流量仪表—节流装置、电磁流量计、涡街流量计为例，来说明上述问题。 1 正确安装后初期使用时，流量仪表精确度下降的原因 仪表出厂时标称的精确度是在参比条件（或称标准工作条件）下确定的，对流量仪表而言，参比条件一般包括 环境条件（环境温度15℃～35℃，相对湿度 45％～75％ ,大气压力 86 k Pa,～108k Pa,无电场、磁场干扰，无震动）;动力源条件（220 V±10％或110 V, 50 HZ±1，或24V DC）;流体条件（当用流体标定时，标定管道为工业圆管 ，单相牛顿流体, 充满圆管的、充分发展的湍流速度轴对称分布，无漩涡、无扰动，定常流。标定用流体通常是水、油、空气，根据需要选用。在流量计的上下游要有足够长的直管段。流体温度一般是室温、流体压力一般在0.25MPa以下）。显然，流量仪表的实际工作条件通常不同于参比条件，由此引起的精确度改变对不同的仪表是不同的。下面举例说明。 1.1 节流装置 这类仪表一般不需要流体标定，出厂检验采用“干标”法，基本精确度是能够计算出来的.计算时依据的是需方提供的“额定值”，对介质的密度可采用自动补偿、智能化显示，这种情况下需要重点关注的是仪表安装的地点是否符合仪表要求，例如直管段长度，如果达不到要求，其附加误差的计算要参考该仪表的说明书。如果对介质的密度采用人工计算，当流体介质的实际状态不同于设计状态时，对一般气体来说，要对流量显示值乘以一个修正系数δ。δ＝ 式中，T、Z、P分别为设计时额定工作状态下的介质温度、压缩系数 、介质压力；t 、z 、p 分别为实际工作状态下的介质温度、压缩系数、介质压力。（其中，温度均用绝对温度，压力均用绝对压力）。显然，实际工作时流体的温度压力是随机变化的，人工补偿只能对平均值进行补偿，误差是显著的，较好的办法是采用智能化仪表自动补偿。对于理想（或接近理想的）气体，这种补偿精度是相当高的，显示质量流量或标准体积流量的精确度可达到 ± 1％。 节流装置对直管段有一定要求（前10d,后 5d），在不能满足时引起的附加误差，对标准节流装置有规定。 1.2电磁流量计 这种仪表的原理是依据法拉第的电磁感应定理，传感器的管道内径（流通面积）对测量值有影响，流体介质的压力温度不同于参比条件时，流通面积（可根据材质种类、温度、压力计算出来）的不同造成仪表读数的改变可以计算出来（此处省略公式），否则要产生一定的误差。该仪表对直管段有较低的要求，使用者要注意（参见产品说明书），目前尚无在直管段不足时的修正公式。该仪表测量的是工作状态下的体积流量，若需要标准状态下的体积流量或质量流量，尚需进行密度补偿。 1.3 涡街流量计 这种仪表对现场的条件比较敏感，使用者最好完全满足它的要求，以便保持出厂精确度。当流体介质的温度、压力与参比条件差别较大时，可根据传感器的材质和温度、压力计算出传感器壳体的体积变化，对仪表读数加以修正。涡街流量计对其上、下游的直管段长度有较高要求（参见仪表的使用说明书），应设法满足，特别是用户要求高精度时。仪表显示的是介质工作条件下的体积流量，若要知道标准体积流量或质量流量，还需要进行密度补偿。与涡轮流量计不同的是它不适合用于粘度较高的流体，流体管段不能有振动，流体速度较小时的精确度较差，提醒用户格外注意。 2 流量仪表使用一段时间后，精确度发生的变化及处理办法 流量仪表的工作条件通常都比较恶劣，一般都会出现精确度下降的情况。为了能及时发现，及早采取补救措施，需针对具体的仪表类型进行具体分析。根据我们的经验，分析如下： 2.1 节流装置 这类仪表的精确度发生变化的原因主要是：