X
你好，欢迎来到仪多多。请登录 免费注册
仪器交易网
0我的购物车 >
购物车中还没有商品，赶紧选购吧！
仪器交易网 > 仪器知识 > 技术参数 > 浅谈影响阿牛巴流量计精度的因素及对策 流量计技术指标

热点排行

最新文章

浅谈影响阿牛巴流量计精度的因素及对策 流量计技术指标

时间：2020-07-30    来源：仪多多仪器网    作者：仪多多商城     
摘 要：介绍了一种适合大口径管道测量的流量仪表----阿牛巴，从其结构、原理、安装和应用等方面，分析了运行过程中出现的故障，并提出了采取的解决措施，使其满足计量精度的要求。
关键词：阿牛巴流量计 安装 检测杆 标定

引 言

阿牛巴（Annubar）流量计（又称笛形阿牛巴流量计）是根据皮托管测速原理发展起来的一种新型差压流量检测元件，它输出为差压信号，与测量差压的仪器仪表配套使用，可准确测量圆形管道、矩形管道中的多种液体、气体和蒸汽（过热蒸汽和饱和蒸汽）的流量，并以其压力损失小、安装方便等优点逐渐取代孔板和其它检测元件，在电力、石油、 化工、轻纺、冶金等工业中得到广泛应用，较为重要的是阿牛巴流量计非常好地解决了其它流量计在大口径管道测量上的许多问题。但阿牛巴流量计从设计、制造到安装使用，都要求十分严格，只要其中一个环节稍加不慎，就可造成很大误差。

1 结构和测量原理


图1 阿牛巴流量计结构

阿牛巴流量计的结构如图1 所示，它有一根沿直径插入管道中的中空金属杆，在迎向流体流动方向有成对的测压孔，一般说来是两对，但也有一对或多对的，其中空金属杆外形似笛子。迎流面的多点测压孔测量的是总压，与全压管相连通，引出平均全压P1，背流面的中心处一般开有一只孔，与静压管相通，引出静压P2。阿牛巴流量计是利用测量流体的全压与静压之差来测量流速的，是一种差压式检测杆流量计，阿牛巴的检测杆输出差压（△p）和流体平均速度（v），可根据经典的伯努利方程得出：

V＝ K×（2／ρ×△P）1/2

式中；△P—全压与静压之差，kPa；
ρ—流体在工作状态下的密度Kg/m3；
k—校正系数。

如果用流量来表示，其流量计算基本公式为

Qv＝K×π/4×D2(2ΔP/р)1/2

式中：Qv—流经测量管的流体流量m3/h；
D—测量管内径mm。

由式（2）可以看出，阿牛巴流量计系统的实质是对差压△P 的测量，其测量原理如图2 所示，这是所有差压式流量计的共同特性，技术是通用的，即采用差压变送器把△P 转换成相应的机械信号或电信号。


图2 测量原理图

2 影响流量计精度的因素和解决措施

① 阿牛巴流量计的差压式检测杆上各取压孔处的流速是不同的，各取压孔之间存在一定的压力差，这样，各取压孔之间就有介质流动，流动介质中的杂物就会产生埋积，形成堵塞，时间一长就会造成差压损失。目前阿牛巴制造厂虽然声称测量传感器的抗堵塞问题已能解决，但由于各生产工艺的特殊情况，笔者还是建议加装必要的附属设备如杂物过滤装置等，以确保仪表正常工作（可和供货商协商具体的做法）。

② 从流量的基本公式可知，只要有效地测出检测杆的输出差压△P，就可测出流体的流量值。长期以来检测杆背压检测孔一直只用一个测孔，人们认为检测杆检测孔按规范要求已处于位势流中，而位势流的前题是管道横截面上各点静压均相等，没有横向流动，从这个角度来看，一个背压检测孔已足够。为了防止流体的流量在检测过程中阻塞背压检测孔，可采用多孔的背压取压，这已经开始应用在检测杆流量传感器上。

③ 流量系数K 不稳定，造成流量不稳定。对圆形截面的检测杆来说，当雷诺数Re 处于105至106之间时，流量系数K 不稳定，它的稳定区域是在雷诺数Re<105和Re＞106。这主要是由于圆形截面的阻力件自身存在着“阻力危机”而引起的。流体流经圆管因分离点不同而导致圆管在迎流流体时引起的压力分布不同，从而引起流量系数K 的变化。采用菱形截面的检测杆可以克服圆形截面这一不稳定区。菱形截面无论雷诺数的数值Re 是多少，其分离点都是确定不变的，从而较好地解决了检测杆流量传感器在检测液体、气（汽）体流量时不稳定区的困难。

④ 阿牛巴流量计根据皮托管测速原理，通过测总静压来推算流量，常用于大口径管道液、气（汽）体流量测量，它产生差压一般都比较小，最小可能只有20Pa～30Pa，为此要尽量避免使用长的引压管，选用高精确度的微差压变送器，如霍尼韦尔、EJA 差压变送器等，可以的方案是采用检测杆、三阀组、差压变送器一体化的直接安装方式，如LG-A 系列一体化智能型阿牛巴流量计，不但可以减少使用引压管而引起的泄漏，还可补偿受温度、压力的变化而变动的差压信号失真等问题。

3 选型和安装

① 阿牛巴流量计的机械尺寸是根据安装管道的尺寸量身定制的，其测量范围是根据工艺提供的流量数据计算和标定的。选型时，一定要给制造商提供正确的流量数据和管道尺寸，管道尺寸包括外径和壁厚。流量计必须按标准进行安装，才能保证整个测量系统的测量误差在允许的范围内。

② 检测杆传感器前部管道必须确保有7D～9D 的直管道长度（此数据各生产厂商提供的资料不一，从3D 至30D 全有），才能使大管道内液、气（汽）体的流速尽量对称分布于轴线。只有这样，测得几点的流速才能推算流经整个截面的流量，否则大管道内液、气（汽）体的流速分布将会很复杂，流量系数K 的波动将会很大，不能保证测量的精确度。但在实际的工艺设计中不可能保证有很长的直管道。笔者认为如确定选用某种形式的阿牛巴流量计，可和供货商商量在保证系统的重复性前提下，尽量缩短直管道，有关资料记载，只要测管直径和工艺管径之比小于1/10，前部管道的直管道长度可降到3D～4D。

③ 检测杆传感器的总压孔必须正对流向，偏差不大于7°，如图3 所示。

检测杆应沿管道直径方向插入到底，如图4 所示。

对于垂直管道检测杆可安装在管道水平面沿管道圆周360°的任何位置上（图5a）。高低引压管应处于同一平面上；对于水平管道，测量时向下侧倾斜安装（图5b）。

流量计能否准确测量和其使用寿命的长短与是否安装正确有直接的关系，一旦流量计安装完毕，则影响流量计精度的系统误差就会始终相伴，很难从软件上消除。正确的安装方式可参照差压式流量计安装规范进行，这里不再赘述。

④ 检测杆通过接头固定在管道上，拧紧接头后，检测杆不得松动与泄漏。管道振动和流体冲击会使检测杆固定头松动脱落，造成检测杆断裂损坏，影响准确测量和造成经济损失。

3 标定问题

为能保证阿牛巴流量计的精确度，可以还是在现场进行实流标定。尽管每支阿牛巴都由制造厂在中国气象局的风洞中进行了标定，已给出了仪表系数，但在风洞均匀流场下游，不能提供多种规格和足够长的直管段，也难以实施准确的标定。又由于现场管径较大(DN1000mm 以上)，而且标定时管路的参比条件、流体种类、环境等与实际测量的流体不同，特别是现场直管段长度不够，工艺条件较复杂，管道粗糙度对流速分布系数的影响随使用时间的改变很难掌握，流量计所处的管段前后阻力件之间直管段长度不足所引起的仪表系数变化的修正系数目前还缺乏成熟的试验数据。据有关资料要求，一般可在现场直接校验确定。而现场校验存在的问题较多，因而难免在测量中产生附加误差。计量部门可根据新装并正常运行时的计量数据、生产状况、产量等因素作为参考，将仪表计量检测数据升华为计量结算数据。

5 应用注意事项

① 应足够重视流量仪表结构和工作原理,特别是一件新颖的仪表,使用前要充分的了解它的结构和工作原理,才能对其进行正确的安装，并对使用过程中出现的问题作出准确的判断和排除，杜绝盲目性。

② 注重流量仪表的维护保养，是提高仪表的使用寿命和准确度的重要措施，仪表维护及技术人员一定要养成良好的操作习惯。

参考文献
1 阿牛巴流量计系列产品参考手册.
2 李良贸,等.常用测量仪表实用指南.北京:中国计量出版社,19.
3 参照ISO 3966-1997(E) 封闭管道中流体流量测量－采用皮托静压管的速度面积法.



    电磁流量计在运行中产生的故障有两种：一是仪表本身故障，即仪表结构件或元器件损坏引起的故障；二是由外部原因引起的故障，如安装不妥流动畸变、沉积和结垢等。本文就这两类故障进行探讨。

    一、仪表无流量信号输出

    1.原因分析这类故障在使用过程中较为常见，原因一般有：

    （1）仪表供电不正常；

    （2）电缆连接不正常；

    （3）液体流动状况不符合安装要求；

    （4）传感器零部件损坏或测量内壁有附着层；

    （5）转换器元器件损坏。

    2.电磁流量计解决方案

    （1）确认已接入电源，检查电源线路板输出各路电压是否正常，或尝试置换整个电源线路板，判别其好坏。（2）检查电缆是否完好，连接是否正确。

    （3）检查液体流动方向和管内液体是否充满。对于能正反向测量的电磁流量计，若方向不一致虽可测量，但设定的显示流量正反方向不符，必须改正。若拆传感器工作量大，也可改变传感器上的箭头方向和重新设定显示仪表符号。管道未流满液体主要是传感器安装位置不妥引起的，应在安装时采取措施，避免造成管道内液体不满管。（4）检查变送器内壁电极是否覆盖有液体结疤层，对于容易结疤的测量液体，要定期进行清理。

    （5）若判断为是转换器元器件损坏引起的故障，更换损坏的元器件即可。

    二、输出值波动

    1.原因分析造成此类故障大多是由测量介质或外界环境的影响造成的，在外界干扰排除后故障可自行消除。为保证测量的准确性，此类故障也不可忽视。在有些生产环境中，由于测量管道或液体的震动大，会造成流量计的电路板松动，也可引起输出值的波动。

    2.解决方案

    （1）确认是否为工艺操作原因，流体确实发生脉动，此时流量计仅如实反映流动状况，脉动结束后故障可自行消除。

    （2）外界杂散电流等产生的电磁干扰。检查仪表运行环境是否有大型电器或电焊机在工作，要确认仪表接地和运行环境良好。

    （3）管道未充满液体或液体中含有气泡时，两者皆为工艺原因引起的。此时可请求工艺人员确认，待液体满管或气泡平复后，输出值可恢复正常。

    （4）变送器电路板为插件结构，由于现场测量管道或液体震动大，常会造成流量计的电源板松动。如松动，可将流量计拆卸开，重新固定好电路板。

    三、流量测量值与实际值不符

    1.原因分析

    （1）变送器电路板是否完好；

    （2）当液体流速过低时，被测液体中

    含有微小气泡，气泡上升在管道上方逐渐聚集，则液体流通面积发生变化，气体多时还会产生干扰信号，影响测量准确度；

    （3）信号电缆出现连接不好现象或使用过程中电缆的绝缘性能下降引起测量不准确；（4）转换器的参数设定值不准确。

    2.解决方案

    （1）检查变送器电路板是否完好。若接线盒进水或被腐蚀性被测液体腐蚀，可导致电器性能下降或损坏。此时应更换电路板。

    （2）保证管道内被测液体的流速在最低流量界限值之上，以使变送器能够正常工作。

    （3）检查信号电缆连接和电缆的绝缘性能是否完好，若出现信号电缆松动现象，将其重新连接即可；若检查到电缆的绝缘性不符合绝缘要求，则需要换新的电缆。

    （4）重新对转换器设定值进行设定，并对转换器的零点、满度值进行校验。

    四、输出信号超满度量程

    1.原因分析引起此类故障的原因大致有：

    （1）信号电缆接线出现错误或电缆连接断开；

    （2）转换器的参数设定不正确；

    （3）转换器与传感器型号不配套。

    2.解决方案

    （1）检查信号回路连接正常与否，若信号回路断开，输出信号将超满度值，此时需重新正确连接信号电缆。同时，需检查电缆的绝缘性能是否完好，若已经不符合要求，则需更换新的电缆。

    （2）详细检查转换器的各参数设定和零点、满度是否符合要求。

    （3）检查到转换器与传感器的型号不配套，则需要与厂方联系调换。

    五、零点不稳

    1.原因分析

    （1）管道未充满液体或液体中含有气泡。

    （2）主观上认为管泵液体无流动而实际上存在微小流动。

    （3）液体方面（如液体电导率均匀性不好、电极污染等）的原因。

    （4）信号回路绝缘下降。

    2.解决方案

    （1）管道未充满液体或液体中含有气泡皆为工艺原因，此时应请求工艺人员确认，工艺正常后，输出值可恢复正常。

    （2）管道内有微量流动，这不是电磁流量计故障。

    （3）若杂质沉积测量管内壁或在测量管内壁结垢，或电极被污染，均有可能出现零点变动，此时必须清洗；若零点变动不大，也可尝试重新调零。

    （4）由于受环境条件的影响，灰尘、油污等可能进入表壳体内，因此，需要检查电极部位绝缘是否下降或破坏，若不符合绝缘要求，则必须进行清理。





电磁流量计应用

　　电磁流量计是一种导电液体体积的测量仪表，其测量是根据法拉第电磁感应定律进行的。　　电磁流量计应用　　测量管　　电磁流量计是用来测量日常生活用水和各种工业用水的体积流量的仪表，考虑到被测液体的腐蚀性，测量管的内部一般会加上衬里材料。　　励磁系统　　为了克服脉冲DC励磁、高频励磁、低频励磁等励磁方式的缺点，使得测量不受流量噪声影响，有的厂家已经出双励磁的励磁方式。采用这种方式的电磁流量计抗噪声能力强，具有测量精度高、响应速度快等优点。　　检测部分　　电磁流量计的检测部分主要由电极和干扰调整部分组成。采用电磁流量计进行体积流量测量的液体有些具有腐蚀性，电极要与被测液体直接接触，因此电极的选择必须具有较强的抗腐蚀性。　　变送部分　　由于电磁流量计的变送器主要作用是将传感器的信号转换成被测液体的体积流量成正比的标准信号输出出去，因此变送器必须具有较高的稳定性、较准确的精度以及较强的抗干扰能力。

标签: 电磁流量计
电磁流量计 电磁流量计应用_电磁流量计

上一篇：影响孔板流量计测量精度的因素 ...

下一篇：冷热冲击试验箱技术参数

  • 手机多多
  • 官方微信订阅号
商品已成功加入购物车！
x

想查看更多标准可关注公众号