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流量测量技术的综合分析及如何提高流量测量仪表的可靠性

  流量测量技术和流量测量仪表类型繁多,再加上测量对象复杂多样,这就在根本上决定了流量测量仪表应用技术的复杂性。流量测量仪表与传统意义上度量衡计量器具的应用有很大差别,它不是简单地将流量计安装好,开表投运就一定能达到测量目的。流量测量非常依赖于使用条件和工况环境,在实验室流量计可以得到极高地精确度,但是在使用现场,一旦流体条件或环境条件有大的变化,不仅精确度无法保证,甚至可能无法进行正常测量。 

电磁流量计

   造成这种情况的原因多种多样,如选型不合理,量程不合适,上下游直管段长度不足,安装不正确,流体物性偏离设计状态太大,工况条件超过允许值,脉动流影响,振动等环境条件太复杂等。因此流量测量是一个系统问题,包括检测装置、显示装置、前后直管段、辅助设备。而流量测量应用技术的研究,还包括测量对象本身,仅仅流量计本体性能好并不能保证能取得预期的测量效果。

   流量测量精确度指的是流量测量系统所获得的精确度,它同流量计本身的精确度是有区别。仅仅流量计本身性能好,精确度高,并不一定能获得较高的测量精确度。

   要保证流量测量系统的精确度,除了合理的选型,正确安装与调试,及时的维护和保养之外,应用智能化技术对测量部分可能引入的误差进行恰到好处的补偿和校正也是一项有效的方法。例如对液体的温度膨胀系数进行补偿,对气体的温度、压力和压缩系数进行补偿,对差压式流量计的雷诺数影响和流束膨胀系数进行补偿,对各种流量计流量系数的非线性进行补偿,对容积式流量计、涡街流量计的温度影响进行补偿,对超声波流量计的速度分布进行补偿等。这种补偿和校正是用系统的方法将检测部分所固有的、依靠其本身无法得到克服的误差进行处理,使之消除或得到基本消除。实践表明,这一方法简单有效,很有发展前途。   

   在保证测量精确度诸多的方法中,在线实流校准占有重要地位。以前大多采用离线方法校准流量计,使用该方法检定的流量计经误差修正后虽然精确度较高,但因其检定时管路的参比条件与实际使用时不同,检定时流体性质与实际使用的流体有差异,检定时的环境条件与仪表使用场所的实际环境不相同,从而造成附加的使用误差,降低了测量精确度。在线实流校准法是解决这一问题的有效方法。例如,油品计量站在建设阶段就预留标准体积管连接口,接入标准体积管后,通过阀门切换可以实现对计量站中各台流量计实现在线实流校准。现在,在天然气的分配站也要求采用在线实流校准的方法。 

   用于安全联锁报警的流量仪表如果不可靠,应该联锁动作时不动作,容易酿成事故,不该动作时乱动作,容易导致不应有的停产,造成损失。工业炉窑中的燃料流量计如果不可靠,造成流路堵塞,容易导致炉子熄火,酿成事故。用于过程控制的流量仪表如果不可靠,容易为调节系统发出错误信息,导致调节系统失调,破坏生产过程的稳定,影响产品的质量、产量和物耗,造成损失。用于财务结算计量的流量计如果不可靠,容易引起计量失准,引发计量纠纷和为企业带来损失。仅有以上几个小例子就可以看出流量仪表的可靠性是极为重要的。 

   提高流量测量可靠性的途径主要是提高仪表本身的可靠性,选用可靠性高的仪表进行可靠性设计。近年来,流量测量仪表的可靠性获得了显著的提高,主要表现在以下几方面: 

   仪表本身的可靠性有了显著提高。

通过改进仪表的结构设计,使系统可靠性获得提高。例如采用不断流插入式结构,可在不影响工艺操作的情况下更换流量计。 超声流量传感器的夹装式结构,电磁流量计电极的带压更换结构,涡街流量传感器采用管外安装超声探头的结构等,都能在仪表损坏后的   修理过程大大缩短修复时间。

引入冗余技术。如采用双传感器,并对传感器的正常与否进行自动判断,将发生故障的那路信号予以剔除。

引入自诊断技术,并通过现场总线将诊断结果送到操作站或专用的设备管理系统(AMS)予以显示报警,以及时发现故障,及早采取措施。 


 


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