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工业生产自动化系统中流量仪表中的测量的现状与发展
时间:2020-11-02 06:00 点击次数:15

  世界工业技术日新月异,各种新材料、新技术、新产品不断涌现,不仅极大地促进了国际经济的发展,也从根本上促进了人民生活水平的提高。在工业生产中,有一种物理量是相当常见和重要的,即管道流量的测量,它广泛应用于国防建设、科学研究、工农业生产、对外贸易和人们日常生活等诸多领域。目前,流量测量的仪器仪表有多种类型,如电磁流量计、超声波流量计、涡街、涡流孔、孔板等。,而且各种产品的测量原理和方法都不一样。追求高稳定性、高精度的仪器是工业领域追求的方向,也要求这些仪器能够满足自动化、智能化系统建设的需要,成为未来工业2025工程的一部分。自动流量测量是流量测量研究的热点。摘要:论述了流量计的类型和特点,比较了流量计的检定方法,阐述了流量计选型的基本原则,分析了自动流量测量的发展趋势,并得出了相关结论。

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  一、流量测量仪表的类型和特点

  流量测量仪是一种工业自动化仪器,用于测量管道或明沟中液体、气体、蒸汽等流体的流量,也称为流量计。流量测量是一项极其复杂的工作。在测量流体流量时,我们通常需要考虑流体的温度范围、压力范围、粘度范围和流动状态范围。根据具体情况,流量测量方法可分为三种:流速流量测量方法、体积流量测量方法和直接或间接测量方法。流速流量测量法可以直接测量管道中流体的流速,可以作为流量测量的依据;体积流量测量方法是通过测量每单位时间通过流量计排出的流体的固定体积的数量来实现的;直接或间接方法通过测量单位时间内流经管道部分的流体质量来测量流速。工业上常用的流量计根据其测量原理分为以下四类:

  1)差压流量计:当管道中的流体通过节流装置时,其流量与节流装置前后的压差有一定的关系。这类流量计有标准节流装置、杆式流量计和平衡式流量计;

  2)速度流量计:叶轮主要由管道中流体的速度驱动旋转,叶轮的转速与流体的速度成正比。这类流量计有叶轮水表和涡轮流量计;

  3)容积式流量计:主要利用流体连续通过一定体积后流量积累的原理。椭圆齿轮流量计和腰轮流量计属于这类流量计;4)其他类型的流量计:如基于电磁感应原理的电磁流量计、涡街流量计等。

  二、流量计量器具检定方法的比较

  根据具体情况,流量计量器具的检定方法可分为实流量检定和干流量检定两种。一般来说,测量液体流量的仪器大多采用实流检定的方法,例如测量水和原油流量的仪器;测量气体流量的仪器多为干式检定,如测量天然气流量的差压流量仪,少数流量测量仪器为在线实流检定或离线检定。几种验证方法有区别。首先,验证结论存在差异。一般来说,真实流程验证是最准确、可追溯、实验性和一致性的。还可以对流量测量仪表进行真正意义上的校准和复制,保证量值传递或溯源的连续性和封闭性。但组合测量法干检定流量计存在一定的不确定性,这与相关参数测量结果的确定性有关。而且这些流量计不能给出具体的误差值,只能通过多次试验的经验和标准化的技术要求来保证流量测量的一致性和实验性能。流量计的离线检定需要根据具体的检定环境来确定其流量检定结果,也存在很多不确定性。用这种方法检定流量计时,检定人员本身对测量结果的准确度要求不高,允许有一些小误差。因此,在验证结论中,各种验证方法之间存在差异。其次,几种验证方法对物理参数的修正程度不同。我们知道,流量计得到的几乎所有测量结果都会受到被测介质物理参数的影响,但影响程度不同。对于大多数流量测量仪器来说,物理参数对其测量性能的影响很难用数学公式准确表达,因此很难消除物理参数的影响。还有一点就是几种流量校验方法对工况影响的修正程度是有差异的。流量计的工作环境会直接影响其计量性能,因为工作环境的变化会改变流量计的计量腔。同时,操作环境也会影响被测介质的粘度、密度等物理性质,从而降低测量精度。计量腔的变化会改变体积流量计的参考体积,产生误差,影响测量结果;对于速度流量计,流通面积会发生变化,影响测量结果。

  三.流量计选择的基本原则

  根据各自的特点和相关功能,在测量流量时,每个流量计都有适应性。目前还没有能适应各种环境的通用流量计。因此,在选择流量计时,必须了解被测介质的具体性质、测量过程中的环境等因素,不能盲目选择流量计。这样,不仅不能得到准确的测量结果,还可能对流量计造成损坏。首先要熟悉被测介质和测量环境,比如了解被测介质的物理性质和相关特性,了解测量过程中的温度、压力、流体流态、粘度等因素;其次,为了合理选择流量计,要求技术人员此时充分了解各种流量计的工作原理、性能和结构,并在安装过程中判断是否需要特殊的安装环境。这样可以保证流量计能够正常工作,发挥其作用,满足工艺生产的需要。在选择流量测量仪时,需要根据测量结果的要求,考虑流量测量仪的适用性及其精度。流量测量仪的误差应控制在一定范围内,如果超过该范围,应重新选择。流量测量仪的精度越高,测量结果越可靠,测量数据将有助于技术人员做出正确的判断,提高整体工作和经济效益。

  四、自动流量测量的发展趋势

  自动流量测量仪器的发展趋势大致可以概括如下:

  1)逐步提高流量测量的可靠性和准确性。这就要求R&D公司的人员在设计流量计时参考以往的经验进行大胆的创新。根据可靠性原理,采用高可靠性传感器和电子元器件,使零件最小化或移动;

  2)流量测量仪对被测介质和被测环境的适应性要大大提高;

  3)利用国内外的一些先进技术,如新的信号处理技术(DSP)和新的信号传输技术(HART、FIELD BUS),可以使流量测量仪更加先进;

  4)流量计逐渐智能化,操作更简单,性能更强大。

  5结论

  摘要:分析了流量测量仪表的类型和特点,比较了几种流量仪表的检定方法,探讨了流量仪表选择的基本原则,并阐述了自动流量仪表的发展趋势。总之,虽然流量测量技术到现在已经成熟,但是市场上的流量计种类繁多,流量计的功能和应用范围都有了很大的提高。然而,一些高腐蚀性、高粘度、多相流体的流量测量仍存在一些缺陷,技术和测量工具有待改进。

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