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孔板流量计误差产生的原因及分析 孔板流量计是如何工作的

时间:2020-08-28    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
  1、仪表性能改变引起的误差:

   孔板入口直角的锐利程度、孔板厚度误差以及孔板上游端面平度等孔板流量计自身因素, 都会对孔板的重复性造成影响, 而孔板流量计的重复性由其自身质量和运用原理决定, 是过程控制应用中的主要指标之一。孔板流量计的度, 不仅由重复性决定, 还与量指标定系统有很大关系。在具体运用过程中, 流量计的重复性常常会受到流体密度和黏度等多种因素的影响, 进而影响到测量结果的性。而如果流量计输出特性属于非线性, 此类影响将会更加明显。流量计输出特性分为非线性以及有限性两个类型, 大多数流量计的非线性误差不会列出单独指标, 通常包含于基本误差范围内。但宽流量范围脉冲输出作为总量积累的流量计, 线性度是非常重要的一个指标, 使其有可能在流量范围内使用同一个仪表常数, 线性度不良就会导致流量计的度降低。

  2、被测流体特性变化引起的误差:

   当外部环境温度发生变化时, 流体自身性质也会随之改变, 这会对孔板流量计的测量结果造成一定影响。在测量流体的过程中, 步就应明确流体的工作压力和温度, 受到外部环境温度变化的影响, 流体自身的温度和压力也会发生一定改变, 这就会促使其压缩系数和密度出现较大变化。对于密度相对较低的气体来讲, 一些测量方式难以有效运用, 这就应采取其他合适的测量方式, 也可进行压力或温度修正, 从而确保测量结果的准确性。所以, 在对流量计的适应性进行评估时, 必须对流体的温度和黏性等特征有深刻了解。尽管在温度和压力条件改变的情况下, 一些气体的黏度变化较小, 但仍然能影响到流量计测量结果的准确性。在利用孔板流量计测量一些含有杂质的流体时, 这些杂质会对流量计仪表接触部件造成腐蚀, 促使接触部分出现结垢现象等, 从而将活动部件的间隙进一步减少, 进而促使流量计使用性能参数发生变化, 流量计的性能及敏感度将会一定程度的降低, 终对测量度造成影响。

  3、流量计安装不合理引起的误差:

   流体管线布置的不合理常常会形成安装误差, 该误差源于现场无法满足直管段的长度要求。要想利用孔板流量计对流体进行有效计量, 必须将其安装到管道上。在安装过程中步就要对管道的布置方式以及流体的流动方向进行综合考虑, 尽管部分流量计能够进行双向工作, 但在实际安装时也必须分析两个方面间的测量性能是否有不同之处。同时, 进口流动情况也会对大多数流量计造成一定影响, 所以一定要确保流体流动的稳定性。输送管道上配置的压缩机、定排量泵等都是普遍存在的脉动源, 上游管道布置与阻流部件也会干扰流动状态。此外, 管道直径与方向的突然变化等, 都能产生一定的脉动。流量计不能及时记录脉动流动, 就会造成测量误差的出现。

  4、环境条件不良引起的误差:

   从实际情况来看, 即使孔板流量计在安装后能够顺利使用, 但其所处环境条件发生变化后, 会促使其硬件性能以及部分性能参数也随之出现变化, 进而是流量计测量结果发生改变。比如, 环境温度的突然改变促使湿度发生变化, 较高的湿度能够增强电解或大气等腐蚀力度, 并削弱电气绝缘性能, 而较低的湿度非常容易产生静电现象。孔板流量计的流量检测器件会因环境温度发生变化而受到影响。比如, 流量计仪表尺寸发生变化时, 其表壳传热而促使流体黏度和密度发生改变, 从而对显示仪表的电子元件产生影响, 进而使测量结果的度降低。另外, 管道壁的粗糙程度变化以及雷诺数范围不达标等都会造成孔板流量计出现测量误差。

孔板流量计机构组成

  孔板流量计又称为差压式流量计,是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。

  孔板流量计机构组成:

  1.节流件:标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、1/4圆孔板、双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、锥形入口孔板等

  2.取压装置:环室、取压法兰、夹持环、导压管等

  3.连接法兰(国家标准、各种标准及其它设计部门的法兰)、紧固件

  4.测量管

  孔板流量计安装要求:

  节流装置的安装和适用于下列管段和管件有关:节流件上游侧第一阻力件、第二阻力件,节流件下右侧第一阻力件,从节流件上游第二阻力件到下游第一阻力件之间的管段以及差压讯号管路等。

  在实际过程中往往会把孔板流量计装反,那如何判定是否装反了呢?首先要搞清楚流量和孔板的前后压差成一定的比例关系,一般都是差压越大,流量越大,为了测量准确,才有孔板的倒角,以加大差压,而孔板装反,则差压减小,当然流量显示就变小了,因流量孔板的内边是45度的斜刀口,所以也被称为锐孔板。设置刀口的目的是要让气体到孔板处能迅速减压提高流速然后再迅速释放,以增大孔板前后的压差。

  然后根据此压差来计算流量,其是用伯努利方程来计算的。在孔板后会出现一缩脉,此处气体的流速最大而压力最小,就是根据缩脉处的压力和孔板前的压差来计算。因此如果是装反的就不能达到迅速减压也就是孔板前后压差会减小,而流量与前后压差是成正比的,所以显示会偏小。

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  孔板流量计作为现在常用的一种计量仪器,正在被越来越多的行业所应用,因此由此而出现的问题也就越发的明显。  采用孔板流量计时,对孔板加工的技术要求十分严格,必须符合国家标准或部颁标准中的规定,否则,会给天然气流量测量结果带来误差。  (1)孔板偏心:实验表明,孔板偏心引起的计量误差一般在2% 以内,孔径比β值愈高,偏心率影响愈大,所以,应避免采用β值高的孔板。  (2)孔板弯曲:由于安装或维修不当,使孔板发生弯曲或变形,导致流量测量误差较大。在法兰取压的孔板上进行测试结果,孔板弯曲产生的最大误差约为3. 5% 。  (3)节流装置内突出物:节流装置中伸入管内的垫片、焊缝等也会使流量测量产生一定的误差,误差大小与突出物的位置、孔板与突出物的距离以及突出高度有关。试验证明,当β= 0. 7,突出物体位于孔板上游2倍管径处时,产生的误差最大;若突出物位于上游孔板处,误差为16% ~50% ,若将突出物位于孔板下游时,对计量准确度的影响要小些。  提高孔板流量计计量准确度途径  (1)管道要求:国家标准对计量管长度、直管、圆度和内表面粗糙度等都有严格的技术要求。当计量管最小长度不能满足标准要求时,会给流量测量结果带来偏差,其大小与孔径比β和雷诺数有关,所以必须在孔板前面的直管上安装整流器,才能保证计量准确度。  (2)安装要求:孔板入口端面必须与管道轴线垂直,其偏差不能超过1度。安装孔板时要注意装入管道的方向,严禁反装,必须符合标准对不同轴度公差的要求。法兰、孔板与取压装置之间的密封垫片厚度不得大于0. 03D 。垫片的安装不得突入直管段内或取压装置内腔,不得挡住取压口及引起取压位置的改变。新建站场必须在管道吹扫并运行几天后,再将孔板安装到节流装置上,以免孔板被气体中的液、固体杂质损伤或污染。  要正确选择与使用差压计,差压计量程过大,流量较小,差压计工作在30% 以下,会大大降低流量测量准确度,当计量流量减小后,要及时更换差压计的量程弹簧或孔板规格,否则,差压误差会成倍增加。

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