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文档简介
第一篇 热工测量篇第六章 流量测量本章写稿人:张 渡电厂中进行流量测量的意义可以归纳为以下几个方面:1、了解电厂热力设备的运行工况(监测等);2、控制热力设备的运行(自动、保护、程控等);3、进行热力试验和性能试验(热力试验和调整等);4、进行经济核算和结算(供热等)。因此,流量测量是保证发电厂安全生产、经济运行的重要参数,流量仪表是发电厂的主要检测仪表,必须认真搞好流量测量工作。第一节 流量测量的基本概念一、瞬时流量和累积流量单位时间内流过管道或者明渠某一横截面的流体量,称为瞬时流量,简称流量。某时间段内流过某一横截面的流体总量,称为累积流量,也称为总量。瞬时流量对时间积分的结果就是累积流量;累积流量对时间的微分就是瞬时流量。表1-6-1 质量流量单位换算表千克/时(kg/h)千克/分(kg/min)千克/秒(kg/s)吨/时(t/h)磅/时(lb/h)磅/秒(lb/s)千克/时(kg/h)116.710-327810-60.0012.20561210-6千克/分(kg/min)60116.710-30.06132.336.710-3千克/秒(kg/s)36006013.67.941032.205吨/时(t/h)100016.727810-31220561210-3磅/时(lb/h)0.4547.5610-312610-60.45410-3127810-6磅/秒(lb/s)163327.20.4541.63336001二、容积流量和质量流量(一)、单位时间内流过管道或者明渠的流体质量称为质量流量,单位为kg/s(千克每秒)或t/h(吨每小时)。质量流量对时间的积分是质量累积流量,单位为kg(千克)或t(吨)。(二)、单位时间内流过管道或者明渠的流体容积称为容积流量,单位为m3/s(立方米每秒)或者m3/h(立方米每小时)。容积流量对时间的积分是容积累积流量,单位为m3(立方米)。由于容积流量是随着流体的密度变化的,而流体的密度又是随着流体温度、压力改变的,所以在给出容积流量(或容积累积流量)时,还必须同时给出流体的温度、压力。为了便于互相比较,有时也把容积流量换算成标准状态下的容积流量(或标准状态下的容积累积流量),称为标准容积流量。我们所指的标准状态是压力为一个物理大气压(101Pa或760mm汞柱)、温度为0的状态。表1-6-2 体积流量单位换算表米3/秒(m3/s)升/秒(L/s)升/分(L/min)米3/时(m3/h)升/时(L/h)美加仑/秒Usgal/s米3/秒110006010336003.6106264.2升/秒0.0011603.636000.2642升/分16.710-60.016710.06604.4110-3米3/时27810-627810-316.71100073.510-3升/时27810-927810-616710-30.001173.510-6美加仑/秒3.78510-33.78522713.613.61031(三)、质量流量和容积流量之间有如下换算关系: (1-6-1) (1-6-2)式中 质量流量累积质量流量体积流量累积容积流量流体的密度第二节 差压式流量计一、什么是差压式流量计利用流体在节流元件前后的压力变化情况来测量流量的流量计,称为差压式流量计。差压式流量计是目前火电厂使用最多的流量测量方法。流体充满管道的流动称为管流。在管流中放置一特制的中间有孔的节流件,流体流经节流件时,其压力和流速都发生了变化,变化情况如图1-6-1所示(图中以孔板为例)。常见的节流件有:孔板和喷嘴、长径喷嘴。二、差压式流量计的工作原理(一)、如图1-6-1所示,在截面1处,流体还未受到节流件的影响,流束充满管道。其中心处的压力为,流速为,密度为。流体流经节流件时,流束收缩、流速加快、静压降低,至截面2时,流束收缩到最小。图1-6-1流体流经节流件时压力和流速的变化情况P2123v1P3P1v2v3对于标准孔板,流束收缩的最小截面的位置在流出标准孔板以后;对于喷嘴,一般情况下,最小截面处在喷嘴椭园筒形喉部内。此处流束中心的静压为最低静压,用表示;流速为最大,用表示;密度为最小,用表示。然后,流束开始向外扩散,流速降低,静压升高,密度增大,直至流束又重新充满管道。由于节流件的局部阻力作用,导致流体的能量有所损失。因此,在流束充分恢复充满管道后,静压力也恢复不到原来的数值,而是相差一个压力损失的数值。(二)、分别在节流件前后取出压力信号,组成一对差压信号,称为流量差压。对于一个节流装置,其流量和输出的流量差压之间的关系式叫流量公式: (1-6-3) (1-6-4)式中 质量流量容积流量是一个常数,它是由公式中各项的计算单位所决定的节流装置的流量系数流体流束膨胀系数,它是压力比、流体等熵指数、直径比的函数,即节流件的开孔直径管道的内径节流装置上游取压口处的流体密度节流装置上、下游取压口输出的压力之差(三)、由于流体的性质所决定,节流装置测得的差压与流量的关系是平方及平方根的关系。即: (1-6-5) (1-6-6)式中 流量节流装置前后的差压瞬时流量(可能是质量流量,也可能是容积流量)把差压信号经过开方,即可得到与流量成正比的一个测量值。(四)、差压式流量计的工作过程是:1.管流流量经节流装置转换为差压信号;2.再经过开方转换为流量测量值;3.如有必要,再由积算器积算后,输出累积流量。三、标准节流装置(一)、标准节流装置是指按照国家标准和国际标准设计、制造、安装的节流装置。它和非标准节流装置的最大区别是:标准节流装置无需进行个别标定即可使用;而非标准节流装置必须在使用前进行个别标定。(二)、国际标准中规定的标准节流装置有以下几种:标准孔板角接取压、标准孔板法兰取压、标准孔板径距取压(D-D/2取压)、ISA1932喷嘴角接取压、长径喷嘴径距取压(D-D/2取压)、文丘里喷嘴、古典文丘里管。我国国家标准规定的标准节流装置有以下几种:标准孔板角接取压、标准孔板法兰取压、标准孔板径距取压(D和D/2取压)、1SAI932喷嘴角接取压、长径喷嘴、文丘里管、文丘里喷嘴。(三)、标准节流装置除了节流件本身外,还包括取压装置以及节流件上游侧第一和第二个阻力件至下游侧第一个阻力件之间的直管段。在整个设计、制造、安装过程中,特别是在安装中,还应注意上、下游的直管段和有关阻力件,这些都会影响流量测量的精度。各种节流装置对于管道和阻力件的具体要求详见国家标准,这里从略。四、差压式流量计的温度、压力补偿流过节流件的流体参数(温度、压力等),如果与设计参数不一致,则会产生附加误差。一般实际使用中经常用密度修正的方法来减少测量的附加误差。(一)、在相同的情况下,因为(节流件上游侧取压口处的流体密度)的变化将使流量值改变,因此应对流量值乘以修正系数,即: (1-6-7)式中 实际工作状态下的质量流量设计状态下的质量流量修正系数修正系数为: (1-6-8)式中 实际工作状态下节流件上游取压口处的流体密度为设计状态下节流件上游取压处口的流体密度和都可以根据温度、压力从参数表中查得,也可以根据密度与温度、压力等参数的函数关系(理论的或经验的),直接用各参数的变化来表示。这时修正系数的计算公式可为下述形式。(二)、流体为气体时修正系数的公式: (1-6-9)式中 、和分别为设计或选型节流件时,采用的节流件上游取压孔处的流体的绝对温度(K)、绝对压力(与用同样的单位)和压缩系数、和分别为在实际工作状态下,节流件上游取压孔处的流体的绝对温度(K)、绝对压力(与用同样的单位)和压缩系数(三)、流体为液体时修正系数的公式: (1-6-10)式中 为计算节流件时,采用的节流件上游取压孔处的流体温度 为实际工作状态下,节流件上游取压孔处的流体温度 液体在20到温度范围内的平均体膨胀系数 1/(四)、流体为水蒸汽时,只能作出密度与有关参数的经验公式,根据再求出。常见的有:1、 (1-6-11)式中 蒸汽压力的绝对压力值 MPa蒸汽温度 k随着经验公式使用范围而变化的常数。其求取方法是:把额定参数下的密度、温度、压力代入上式,解出k值即可本式的补偿范围是P=0.4910.30MPa、t=200535。此公式最简单,但只能实现在额定参数一种工况下的准确计算,其它情况都是有误差的,而且补偿范围也不大。2、 (1-6-12)式中 蒸汽压力的绝对压力值 MPa蒸汽温度 k1、k2随着经验公式使用范围而变化的常数。其求取方法是:把两个工况下的参数(其中一个应是额定参数)下的密度、温度、压力代入上式,联立解出k1、k2值即可本式的补偿范围是P=013.73MPa、t=200535。此公式比较简单,但只能实现在两种工况下的准确计算,其它情况下都是有误差的,而且补偿范围也还不够大。3、 (1-6-13/a)式中 蒸汽压力的绝对压力值 MPa蒸汽温度 如果上式中的压力取相对压力(表压力)时,可用下式计算: (1-6-13/b)式1-6-13/a和式1-6-13/b的适用范围是:压力1Mpa15Mpa,温度330555,蒸汽过热度在110230,可以在较大的范围内实现补偿计算。五、差压式流量计节流件的检验新的节流装置在安装之前和使用中的节流装置检修后的检验,均应按国家标准及规定进行外观形状及几何尺寸等项目的检查。将检查结果与设计数据进行比较,不得超过规定的允许误差值。(一)、标准孔板的主要检查项目和检查方法1.目测检查的内容:无明显的机械损伤和毛刺,节流件的外部形状应规则。2.孔板两个端面不平度的检验:将孔板放在一钳工平台上,用带支架的百分表按等角距分布的8个位置,从节流孔板的边缘向外移动。孔板上游端面上任何两点的连线与垂直于轴线的平面间的斜率应小于1%。孔板下游端面的不平度用目测检验,不得有明显的不平度。3.孔板开孔圆筒形部分直径d20的检验:检验时的d20值应是不少于四单测值的算术平均值。各测点间应近似等角距分布。任一单测值与平均值的差不应超过0.05%。测量工具依d20的允许误差而定,如阿贝比较仪、万能工具显微镜、内径千分尺及游标卡尺等。d20尺寸的允许误差和工具允许误差见表1-6-3。表1-6-3 d20尺寸的允许误差和测量工具的允许误差对照表(mm)节流件直径d20测量工具的允许误差5d60.008工具误差0.0046d100.010工具误差0.00510d250.013工具误差0.006d25D每增加25,允许误差即增大0.013,工具误差相应地增加0.0034.孔板开孔直角入口边缘尖锐度的检验:使用日光或者人工光源与孔板边沿线成约45照射入口边缘,目测应看不到反射光。放大镜观察:当d20125mm时,用4倍放大镜观察,应无光线反射;当d20125mm时,用12倍放大镜观察,应无光线反射。5.各部表面粗糙度检验:用同材质的比板进行检验。必要时应用双管显微镜或者表面粗糙度轮廓仪等仪器进行检验。重点是检验上游端面离孔板中心1.5d范围内表面内的表面粗糙度,不应低于表1-6-4的要求。表1-6-4 不同管径D的表面粗糙度要求管径D表面粗糙度要求50D500mm3.2/500D750mm6.3/750D1000mm12.5/下游侧端面粗糙度比上游侧低一级,用目测进行检验即可。(二)、喷嘴的主要检查项目和检查方法1.喷嘴圆筒形喉部直径d20的检验方法及所用工具与孔板开孔圆筒形部分直径的检验相同。但对于喷嘴应注意在足够多的横截面上,特别是在靠近出口的横截面上进行直径测量,以确定圆筒形喉部在任何情况下都没有顺流方向的扩散。即使在允许的直径偏差范围内(0.05%)也只允许在顺流方向上喉部直径有略微收缩。2.喷嘴入口收缩曲面轮廓形及其半径用样板检验,样板和被检验各面间应无明显的透光。样板须先在投影仪上测量,其尺寸误差为允许误差的三分之一时,其精度才可用于实际检验工作。12.5/3.各部分表面粗糙度检验与孔板的检验方法相同,一般用比板进行。喷嘴上游端面和内表面的粗糙度均不应低于 。4.长径喷嘴喉部壁的厚度应的313mm范围内。为保证长径喷嘴安装后管道内壁与喉部外表面之间的距离不小于3mm(以保证负压取样的正确性),在喉部壁厚检验以后还应根据实际管道内径进行尺寸核算。5.在4倍放大镜下检验喷嘴圆筒形喉部出口边缘应无毛刺和机械损伤。特别注意出口边缘不应有明显的圆弧或者直径扩大。(三)、法兰、环室(夹环)、短管、取压口等的检验1.外观检查时,各部件均不应有机械损伤、裂纹或变形等。2.取压口不应有铁屑等杂物堵塞,并且开口规则。图1-6-2 浮子流量计示意图P1v浮子P2H3.各部件表面不应有污物沉积或者结垢。第三节 非差压式流量计一、浮子流量计浮子流量计结构简单、使用方便,是工业生产和实验室中较常采用的一种流量计。它主要被用于测量小流量以及低雷诺数,且要求灵敏度高的流量。在发电厂自动点火控制系统中常常用于测量和调节轻油的流量。在水处理设备的加氨或联胺系统中也可用浮子流量计。在其它工业领域、实验室仪器、模拟实验仪器中,浮子流量计作为附属部件,常用于测量较小的流量。浮子流量计是由一个垂直安装的锥形管和管内可上下自由移动的浮子(也称为转子)组成的。当被测流体在锥形管中处于静止状态时,浮子自然下落到锥形管的底部;而当锥形管内的流体由下向上流动时,受到浮子的阻挡,在浮子上下产生一个压力差P(P=P1-P2,P1表示浮子下部的压力,P2表示浮子上部的压力)。此压力差对浮子施加一个向上的顶托力P,使浮子上升。而随着浮子的上升,圆锥管内壁与浮子之间的环形面积(即流体流过锥管时的最小横截面)增大,流体流速v下降,浮子上下的压力差P减小。当浮子的重力(指扣除浮子在流体中的浮力之后的重力)与流体对浮子的顶托力平衡时,浮子处于平衡状态。若流量增加,则顶托力增大,使浮子进一步上升。浮子的上升使浮子与圆锥管内壁之间的环形面积进一步增大,使该处的流体流速下降,使差压值与浮子的重量再次达到新的平衡,此时浮子维持在一个新的高度。反之流量减小则浮子下降后维持在一个新的高度。因而,可以用浮子在锥形管中的高度来指示流量的大小。浮子流量计的工作原理见图1-6-2。容积流量与浮子高度的关系式如下: (1-6-14)式中 与浮子形状、尺寸等因素相关的流量系数与圆锥管锥度有关的比例系数浮子的高度浮子的体积浮子有效横截面积、分别为浮子材料的密度和被测流体的密度g当地的重力加速度浮子流量计有以下两个特点:(一)、浮子流量计是定压降和变截面积流量表。不论浮子处于什么位置,浮子上下的压力差总是与浮子在流体中的重量保持动态平衡的。此外,环形缝隙的流体的流速v亦为常数。(二)、流量增加时,浮子升高,这时环形缝隙的横截面积增加,流体在流过环形缝隙时的流速不变,反之也然。反映到仪表刻度上则是悬浮的高度加大,流量读数增加。这就是仪表的输出示值。二、腰轮流量计(一)、特点:腰轮流量计是使用较多的容积式流量计,又称罗茨流量计。由于容积式流量计是直接测量仪表。它具有测量准确度高(误差一般为0.1%0.5%),且测量准确度与流体的种类、粘度、密度等无关,而且有不受流动状态影响的优点。但也存在一些缺点:用于大口径管道流量测量时,其体积较大过于笨重,搬运和安装都比较麻烦;对流体中的污物较敏感,被测流体中的污物、杂质会造成仪表活动部件的卡涩,影响仪表的正常工作;易受污物的磨损,而影响测量的准确度;产生流体的压力脉动;压力损失大。转子是由一对有互为共轭曲线形状的腰轮(罗茨轮),和与之同轴固定安装的驱动齿轮所组成的。腰轮和机壳之间构成一个封闭的标准容积,即计量室。被测流体通过流量计时,进出口之间产生的压力差推动腰轮(转子)转动。腰轮之间用驱动齿轮相互驱动。腰轮旋转一周,便有四倍于计量室容积的流体流过腰轮流量计。测量转子的旋转速度,便可知道单位时间内的流量,即瞬时流量。测量转子的旋转圈数,就可以知道累积流量。腰轮流量计测得的是容积流量。远传信号可作指示、记录、自动调节用,分为两种:一是脉冲信号,每一个脉冲代表一定容积的流体;另一种是010mA或420mA标准直流电流信号。为了解决泄漏问题,可使用伺服式腰轮流量计。它力图保持被腰轮隔开的计量室进出口被测流体的压力差为零,以避免泄漏。三、靶式流量计靶式流量计的优点是对流体的脏污不敏感,又适合于高粘度流体的流量测量,因而,常常用来测量油流量。靶式流量计的测量机构,是在流体流动的管道内安装一个迎流向的靶,流体流动对靶正面产生冲击、背面产生抽吸力,使靶产生向下游方向的微小位移。靶的位移与流体流量成正比。检测出该位移量,即可用于显示和控制等。靶式流量计的校验方法分为干校法和湿校法。干校法是用挂砝码的的方法来模拟流体对靶的作用力;湿校法是选用与被测流量相同的流体进行实校。要注意:干校时如果与现场安装时的姿势不相同,在装到使用现场后还应再调整零位;湿校使用的流体与实际测量时的流体如果不同,则会出现较大的误差。四、均速管流量计均速管流量计亦称为阿牛巴流量计,它是基于皮托管测速原理发展起来的一种新型流量计。在被测流体的管道截面上,垂直安装一对通过截面中央的检测管,检测管由两根中空金属管组成。背向流体流向的管子为静压管,其中央钻一个孔;迎流方向的管子为总压管,其上钻有成对的孔,以取得总压的平均值。由于外形象笛子,又称笛形管流量计。均速管流量计因其结构简单、制造成本低、安装维修简便,尤其是压力损失小的突出优点,越来越受到用户的欢迎。均速管流量计的流量公式为: (1-6-15/a)和 (1-6-15/b)式中 流通(管道)截面积流通系数,由试验得出总压和静压之差流体的密度容积流量质量流量五、涡街流量计(一)、特点:涡街流量计是六十年代末研制成功、七十年代后期发展起来的一种基于流体振荡原理的流量计。由于它同时兼有的许多优点,从而引起人们的重视,使它在工业生产中使用的迅速增加,在许多应用场合有取代节流式差压流量计的趋势。与节流式差压流量计相比较,涡街流量计具的以下主要特点:1、产生的旋涡频率只与流速的关,在一定的雷诺数范围内几乎不受被测流体性质、参数(压力、温度、粘度、密度)变化的影响,即仪表的流量系数不变。在符合几何相似及一定的流体力学条件下,涡街流量计不需要单独标定即可用于流量测量。同一台流量计可用于测量气、油、水等,其仪表常数可以不变。2、输出的频率信号只与被测流体的容积流量呈线性关系,便于数字化测量和与计算机联用。仪表具有脉冲频率信号、模拟量信号和定标脉冲信号输出。3、测量精度较高,约1.0%,可复现性约0.5%。仪表不存在零点漂移现象,也就不需要调零。4、由于旋涡发生体的阻流面积小,所以仪表的压力损失小,具有显著的节能效果。5、仪表的测量范围度大,一般为20:1(而差压式流量计的范围度一般为3:1)。6、仪表感应元件结构简单,无机械运动部件,便于安装和维护。7、因为涡街是流体本身有规则的振荡,对流场及机械振动都较敏感,为保证涡街的稳定性,使仪表正常工作,对流场及管道振动有严格的要求。(二)、测量原理:在流体的流路中,垂直于流向插入一根非流线型柱状阻力件,作为旋涡发生体。当流速大于一定值时,在柱状物体两侧将产生两排旋转方向相反、交替出现的旋涡。它们以阻力件为中心线,连续不断,好象一条由旋涡组成的街道。因此,被形象地称为涡街或卡门涡街。由于旋涡是交替以相反方向作用于旋涡发生体的下游一侧,即旋涡的升力不断地改变作用方向,成为横向交变力,通过对旋涡发生体下游横向交变力的检测,便可以测出流体的流速和容积流量。其工作过程是:流体流速旋涡频率电信号转换流量显示。旋涡分离频率的检测方法分为两大类,即力检测类和流速检测类。(三)、涡街式流量计在使用中的注意事项:1、涡街流量变送器允许在水平或垂直管道上安装使用,当被测流体为气体时,允许安装在任意倾斜角度的管道上,但必须保证流动状态为满管流动。变送器安装时,被测流体的流向应与变送器上的流向标志相一致。当测量液体流量时,垂直安装的变送器应选在自下而上流向的管道上安装,以保证满管流动和不受气泡的影响。2、变送器前后应有必要的直管段,以保证流体流过旋涡发生体时能达到稳定涡街所必要的流动条件。3、变送器与管道的连接应符合下列要求:(1)、为保证管道与变送器安装同心,应严格进行法兰对中检查。对中误差应小于0.01DN。(2)、与变送器邻接的管道内径应与变送器一致,允许管道有略微的偏大。(3)、与变送器邻接管道间的垫圈的内径应比管道内径大(23)mm。4、涡街流量计是以流体振荡原理工作的,因此变送器安装地点应着重注意避免机械振动,尤其注意避免管道振动,特别是“横向”振动(垂直于管道轴线且垂直于旋涡发生体轴线的振动),即于旋涡的横向升力方向相同的振动。5、对涡街流量计来说,低频电磁干扰(如50Hz的干扰)是主要干扰。(1)、仪表线路敷设应考虑输入信号线与输出信号线、电源线之间的隔离,这样可减小输出信号的正反馈通道的强度,而且输入信号线应采用屏蔽线,以减少干扰信号的强度。信号线应远离动力源和热源,并且应妥善固定,以减轻抖动,以避免引起静电干扰。(2)、要减少放大器输入干扰。信号线接地点应选在放大器输入侧,而检测部分对地应有良好的绝缘。(3)、信号线屏蔽层接地点应选在检测侧,且检测器应有较高的绝缘阻抗。第四节 差压式流量测量所用的仪表差压式流量测量使用的仪表种类比较多,包括差压变送器、压力变送器、开方器、积算器等。其中差压变送器、压力变送器的原理、结构、校验方法、故障消除等内容参见关于压力测量的章节,这里从略。一、开方器:为了得到与流量成正比的信号,就必须把差压信号开方。开方器分为机械式、电子式、数字式三大类。另外还有一些差压变送器附加开方功能后,可直接输出流量信号。(一)、机械式开方器:这是最早出现开方器。常用的机械式开方器结构简单,是在差压计的位移杠杆与流量表指针之间装一块开方板(又称开方凸轮或开方曲线板),以使仪表指针的位移量与差压计杠杆位置位移量的平方根成正比。利用回转运动来实现开方运算的开方板称为开方凸轮。差压计的输出轴带动开方凸轮(开方板)绕O轴转动,回转角与P成正比,经滚轮将转动传递给绕另一个轴转动的滑杆,滑杆的回转角输出带动流量表的指针转动。开方凸轮的曲线廓形保证输入转角与输出转角之间有开平方的关系。利用平移运动来实现开方运算的开方板称为开方曲线板。横坐标为差压P,是输入量;纵坐标为P的平方根,是输出量,代表指针的位移量。因流量,所以可以得到线性的流量标尺。输入和输出都是直线运动,但两者相互垂直。(二)、电子式开方器:-+常数输出(流量)信号反馈信号输入(差压)信号输入级间歇振荡器乘法器乘法器图1-6-3 电子开方器原理图一般的电子开方器是根据反馈原理设计的。当间歇振蒎器的放大倍数很高时,其输入电压趋向于零,可实现(式中的是由开方器各运算环节的整定值来确定的)的运算。(三)、差压流量变送器中的开方线路:1、在差压变送器反馈回路中附加乘方器:把微位移检测回路的输出引入乘方器,乘方器的输出再带动负载电阻(用于显示等)和反馈线圈。因其反馈回路上有乘方运算功能,当其回路放大倍数很高时,输出即等于输入的平方根。因为输出电信号是电流信号,所以在实际电路中,反馈线圈和负载电路是串联在乘方器输出回路中的。位移检测器乘方器反馈线圈负载电路图1-6-4 在差压变送器反馈回路附加乘方器的原理框图2、在差压变送器的输出回路中附加开方运算电路:这种线路构成相当于在差压变送器后边接了一个开方器。原理也是相同的,不再重复。(三)、数字式开方运算:数字式的开方运算一般是由开方功能块来完成的。只要把差压信号输入,它就可以输出流量信号,使用很简单。信号的输入和输出是由组态工作(软接线)完成的。开方功能块还具有小信号切除等功能。二、积算器积算器的作用是把瞬时流量信号转变为累积流量。常见的积算器有机电式、电机式、电子式、数字式几种。(一)、机电式积算器:其工作原理是,通过同步电机带动电磁铁及滑环转动,电磁铁的线圈通电时,计数器的衔铁被吸住并一起转动,使计数器走字。瞬时流量的变化通过可逆电机带动滑环上的可动触点变化,把瞬时流量的大小变换为相应的转角,以改变电磁线圈的通电时间,使电磁线圈的通电时间与流量大小成比例,从而使计数器走字数与流量大小成正比,完成流量的累积计算。该型积算器由于采用断续的累积方式,当流量变化频繁或变化幅度较大时,累积误差就会增大。电网周波不稳也会带来误差。周波变化0.5Hz时,流量累积值变化1。(二)、电机式积算器:它采用一个具有输入电压(或电流)与输出轴转速呈线性关系的小型直流电动机。将瞬时流量转换成电压(或电流)后,作为电机的输入信号,并把计数器接在电机输出轴上,计数器的数字反映电机轴转速对时间的积分,即被测流量对时间的积分。这种小型电动机被称作积分电机。一般用电位器完成流量信号转换为电压信号的工作。电位器的滑动触点由流量计的指针带动。电机的输入电压就反映了流量指示值,积分电机输出轴通过减速装置与机械计数相连接,从而完成了流量积算工作。(三)、电子式积算器:该类积算器一般是将瞬时流量转换为相应的脉冲数,推动数码管进行计数并进行数字显示,准确度及灵敏度均较高,且读数清晰,运行可靠。整个仪表无机械运动部件,使用寿命较长。(四)、数字式积算器:和数字式的开方运算一样,数字式积算器是由积算功能块来完成的。使用方法也类似,这里不再重复。表1-6-5 差压变送器输入、输出的标称数据表输入最大差压的百分数(%)差压变送器标准输出,mA型(010mA)型(420mA)004.0101.05.6202.07.2252.58.0303.08.8404.010.4505.012.0606.013.6707.015.2757.516.0808.016.8909.018.410010.020.0表1-6-6 差压流量变送器输入、输出的标称数据表第五节 节流式差压流量仪表的校验节流式差压流量计的校验条件、校验项目、校验方法和其它热工仪表类似,可参见各种仪表的说明书和校验规程。以下仅就其特有的几个方面加以叙述。一、差压变送器和差压流量变送器校验数据的区别:两者的主要区别在于有无开方功能。实际校验时最少分5个校验点进行。校验数据可参照表1-6-5和表1-6-6。最大差压的百分数(%)差压流量变送器标准输出,mA%型(010mA)型(420mA)0004.01101.05.64202.07.29303.08.816404.010.425505.012.036606.013.649707.015.264808.016.881909.018.41001010.020.0二、差压流量变送器和开方器的小信号切除:在输入信号数值很小时, 只要略有变化,就有较大的变化。例如型仪表的开方器,当由4变化到4.16mA时,则由4变化到了5.6mA,输出信号是输入信号变化量的10倍。在实际应用中,往往有管道内的微小干扰信号存在。如当开方器连接在差压变送器之后,或者变送器本身带有开方功能,就会出现在输出端把波动量放大了许多倍的情况。为了避免这种干扰引起的误差和较大波动,在小信号输入时,把输出信号切除(变为零)。调校方法是:当小于(一般情况下,型仪表的开方器的为0.0360.1mA;型仪表的开方器为4.0584.160mA,如果用对应于15V的电压输入,则为1.01441.0040V。也可以参照仪表的说明书或者根据具体使用情况来确定。)时,调整开方器的小信号切除电位器,使为电气零信号(型仪表的开方器为0mA;型仪表的开方器为4mA)。表1-6-7 型仪表的开方器标称数据表三、不同类型(信号制)开方器的校验数据:用公式表示开方器输出和输入的关系,则有:(用于010mA.D.C的信号制) (1-6-16/a)(用于420mA.D.C的信号制) (1-6-16/b)式中 开方器的输入信号 mA开方器的输出信 mA用表格表示如表1-6-7和表1-6-8所示,表格中的开方器标称数据表还增加了25%和75%量程的数据,便于实际校验时选择使用。如选5点校验,则各点的百分比量程为:0%、25%、50%、75%、100%;如选6点校验,则各点的百分比量程为:0%、20%、40%、60%、80%、100%;如选11点校验,则各点的百分比量程为:0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%。输 入 值输 出 值百分比(%)电流值(mA)百分比(%)电流值(mA)000010.110140.42026.250.625252.590.9303161.6404252.5505363.6606474.970756.255.625757.5646.4808818.190910010.01010表1-6-8 型仪表的开方器标称数据表输 入 值输 出 值百分比(%)电流值(mA)百分比(%)电流值(mA)040414.16105.644.64207.26.255258.095.44308.8166.564010.4258.005012.0369.766013.64711.847015.256.25137516.06414.248016.88116.929018.410020.01020.0四、校验开方积算器的标称数据:比例积算器的校验其输出跳字数和输入的信号成正比,可加入等百分比的输入信号进行校验。而开方积算器就要复杂一些,可按表1-6-9(型仪表)和表1-6-10(型仪表)中的数据进行校验。(一)、型仪表的开方积算器:一般将其置于1000字/时档(也可以根据现场实际使用情况确定积算速度,但其各校验点的跳字速度要按表1-6-9中的走字速度成比例换算后,才能进行校验。),再输入标准信号进行校验,其走字速度和表1-6-9之间的误差应小于仪表说明书中的规定值。表1-6-9 型仪表的开方积算器标称数据表输入值输出值积算速度mA百分比(%)mA百分比(%)秒/字00000.11110360.44220180.99330121.61644092.5255507.23.63666064.9477706.4648804.58.181990410.0100101003.6注:、输出值是指开方积算器的开方输出端的输出值,有些开方积算器无此输出端;、当输入为零或者小于小信号切除值时,积算器应该不走字;、此格的数字是除不尽小数,5.142857。表1-6-10 型仪表的开方器标称数据表输 入 值输 出 值 积算速度电流值(mA)电压值(V)百分比(%)电流值(mA)电压值(V)百分比(%)秒/字4.0001.00004.0001.00004.1601.04015.6001.4010364.6401.16047.2001.8020185.4401.36098.8002.20030126.5601.6401610.4002.6004098.0002.0002512.0003.000507.29.7602.4403613.6003.40060611.8402.9604915.2003.8007014.2403.5606416.8004.200804.516.9204.2308118.4004.60090420.0005.00010020.0005.0001003.6注:、输出值是指开方积算器的开方输出端的输出值,有些开方积算器有此输出端;、当输入为零或者小于小信号切除值时,积算器应该不走字;、此格的数字是除不尽小数,5.142857。 (二)、型仪表的开方积算器:校验方法同上,一般来说也是将其置于1000字/时档进行校验的。其内部电压的标称值列于表1-6-10中。第六节 标准节流装置不符合标准时的处理办法若节流装置在制造、安装、使用过程中,出现不符合国家标准和规程的规定情况时,必须对节流装置在使用前进行个别标定。在实际使用中也常用下列办法进行处理。一、给出附加误差以及相应的偏离标准的允许值:当受安装位置限制,节流件前后的直管段不能满足标准的规定时,可在相对误差上算术相加0.5%,则对该直管段的长度要求可减少到标准规定值的一半左右。具体数据见国标GB/T2624-93。二、给出修正系数和修正系数的误差:对于某些不符合标准的情况,用修正系数加以校正。这些数据可从有关标准和规程中查得。要特别注意选用修正值后的附加误差与原基本误
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