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旋進漩渦流量計工作原理

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產品型號:
 牌:華陸
公司名稱:蘇州華陸儀器儀表有限公司
  地:江蘇蘇州
發布時間:2018-09-06
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產品簡介

旋進漩渦流量計工作原理:流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線(圖),在入口側安放一組螺旋型導流葉片,當流體進入流量傳感器時,導流葉片迫使流體產生劇烈的旋渦流。當流體進入擴散段時,旋渦流受到回流的作用,開始作二次旋轉,形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量大小成正比,不受流體物理性質和密度的影響,檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率就能在較寬的流量范圍內獲得良好的線性度。

產品詳細信息

旋進漩渦流量計工作原理:

                                                

旋進漩渦流量計工作原理如圖所示:流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線(圖),在入口側安放一組螺旋型導流葉片,當流體進入流量傳感器時,導流葉片迫使流體產生劇烈的旋渦流。當流體進入擴散段時,旋渦流受到回流的作用,開始作二次旋轉,形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量大小成正比,不受流體物理性質和密度的影響,檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率就能在較寬的流量范圍內獲得良好的線性度。信號經前置放大器放大、濾波、整形轉換為與流速成正比的脈沖信號,然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進行積算處理,在液晶顯示屏上顯示出測量結果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數據)。

流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成,并配有外輸出信號接口,輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態方程進行溫壓補償,并自動進行壓縮因子修正,氣態方程如下:

                                                        ………………(2)
式中:
QN ——標況下的體積流量(m3/h);
QV ——工況下的體積流量(m3/h;
Pa ——當地大氣壓力(KPa);
P ——流量計取壓孔測量的表壓(KPa);
PN ——標準狀態下的大氣壓力(101.325 KPa);
TN ——標準狀態下的溫度(293.15K);
T ——被測流體的溫度(K);
ZN ——氣體在標況下的壓縮系數;
Z——氣體在工況下的壓縮系數;
注:當用鐘罩或負壓標定時取ZN/Z=1,對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標準SY/T6143-1996中的公式計算。

旋進漩渦流量計溫度、壓力性能的確認

旋進漩渦流量計溫度、壓力性能的確認,新發布實施的JJG1121-2016《旋進漩渦流量計檢定規程》對旋進漩渦流量計的檢定作了明確的規定, 但規程7.1.2條款中對流量計本身配備的壓力傳感器和溫度傳感器不確定度的確認沒有作進一步的說明。本文通過現場實驗, 對如何確認壓力傳感器和溫度傳感器示值誤差的性能作了相關的研究。

一、旋進漩渦流量計檢定方法

目前, 檢定氣體流量計常用的方法是臨界流文丘里噴嘴法。檢定時, 將被檢旋進漩渦流量計安裝在裝置的被檢表處, 將裝置流量調節到0.7qmax~qmax, 保持系統至少運行5min, 使流體溫度、壓力和流量穩定, 根據規程的要求, 逐一檢定各流量點。該方法只能對流量計基表進行計量檢定, 對本身配備有溫度、壓力傳感器的智能流量計, 根據JJG1121-2016之7.1.2條要求, 在檢定流量計之前, 需對溫度和壓力傳感器的性能進行確認。

二、壓力和溫度傳感器性能的確認

旋進漩渦流量計本身安裝有壓力和溫度傳感器, 按照量值傳遞的溯源性, 壓力和溫度傳感器是需要單獨進行檢定的。目前各省計量院、科研院所等都建有高準確度的壓力檢定裝置和溫度校準裝置, 但是需要把安裝在流量計上的壓力和溫度傳感器拆下來分別送到相關的實驗室進行檢定或校準, 這樣做雖然保證了量值傳遞的可靠性, 但無疑受流量計結構設計等各種條件限制是不現實的。

標準檢定裝置在靠近被檢表處都安裝有高準確度的壓力變送器和溫度變送器, 若將壓力變送器和溫度變送器的測量值作為標準值, 將流量計本身壓力傳感器和溫度傳感器測量值作為被測值, 可計算出流量計本身壓力傳感器的示值誤差和溫度傳感器的示值誤差, 通過判斷合成的不確定度是否滿足流量計準確度等級的要求來確認壓力和溫度傳感器的性能。

三、數據處理

標準壓力變送器經檢定準確度等級為0.075級, 標準溫度變送器經校準不確定度為0.3 (k=2) , 被檢表選用天信儀表生產的準確度等級為1.5級 (基表準確度等級為1.0級) 的智能旋進漩渦流量計, 被檢表壓力和溫度值通過計算機遠傳采集 (見表1) 。

1. 壓力示值誤差重復性

由表1可得壓力示值誤差的重復性為0.0336%。

2. 壓力變送器引入的不確定度

壓力變送器的準確度等級為0.075級, 按均勻分布得壓力變送器的不確定度為

               表1 旋進漩渦流量計壓力、溫度標準值和測量值     

  表1 旋進漩渦流量計壓力、溫度標準值和測量值.png

3. 溫度示值誤差的重復性

由表1可得溫度示值誤差的重復性為0.2989%。

4. 溫度變送器引入的不確定度

溫度變送器的擴展不確定度為0.3%, 按正態分布k=2得溫度變送器的標準不確定度為

5. 流量計基表引入的不確定度

查流量計基表的準確度等級為1級, 按均勻分布得基表的不確定度為

6. 合成標準不確定度

流量計壓力傳感器、溫度傳感器和基表三者不相干, 所以合成標準不確定度為

7. 擴展不確定度

取置信因子k=2, 則擴展不確定度為

智能旋進漩渦流量計的準確度等級為1.5級, 實驗結果得流量計的擴展不確定度為1.34%, 小于流量計準確度等級, 滿足要求。

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