认识流量计流量自控仪

1、认识流量计和流量自控仪流量测量 技术 u流量计、流量自控仪的由来 一、流体物资贸易核算、储运管理和污水废气排放控制等； 二、为流程工业提高产品质量和生产效率，降低成本及水利工程和环境保护等作必要的流量检测和控制； 三、为流程工业的精密生产和对过程控制在计量的基础上加以控制、调节。 u流量的基础 一、流量的定义：流体 流动的量。 二、流量的分类：瞬时流量和总量或累积流量。 三、流量单位：L/min m3/h kg/min kg/h流量的测量方法u流量是个动态量u流体内部存在着黏性摩擦作用u流体会产生不稳定的漩涡和二次流等复杂的流动现象u流量计是少数几种使用比制造艰难的仪表之一u流体种类繁多u流量

2、计已投入使用的种类超过100种 u流量计的分类 一、根据测量对象是封闭管道内的流体还是明渠内流体分 二、按测量原理分 1）电学原理 2）声学原理 3）光学原理 4）物理原理 5）其他原理 三、按测量目的分 四、按输出信号分 五、按测量方法方法还结构分u因为我们公司目前主要的产品种类较少，我们只针对以下五种流量计及流量自控仪进行说明u一、电磁流量计 1、电磁流量计的结构 电磁流量计由传感器、转换器和流量显示仪三部分组 成。 1）传感器 结构如图一所示。传感器由测量管、励磁系统、电极及壳体几部分组成。 （1）测量管 它是一根高电阻率的非磁性材料制 成的带法兰的直管。在测量管内侧应敷设绝缘内衬，内衬

3、应有耐磨性、耐腐蚀性及耐高温等性能。 （2）励磁系统 把叠片铁芯用铜导线绕组成两个鞍形线圈，分别夹持在测量管的上下两侧，他们所产生的磁场方向与被测流体的流向垂直。 （3）电极 传感器的电极安装在与磁场垂直的测量管的两侧 管壁上。它把被测介质切割磁力 图一 电磁流量计传感器1-上盖 2线圈 3电极4测量管 5衬 6下盖 线所产生的流量信号引出，电极按被测介质的腐蚀性决定，但必须为非磁性导电材料，如耐酸钢、含钼耐酸钢、哈氏合金、钛、钽、铂铱合金等。 （4）壳体 外壳由铸铁制成，它可防止外界腐蚀气体的侵蚀及屏蔽周围的杂散磁场。采用铸铝外壳，虽能减轻重量，但杂散磁场对传感器略有影响，使用时应避开强磁场

4、。 2）转换器 转换器是将传感器输出的电压信号转换成与被测介质流量成正比的标准信号，以便与流量显示仪组合，实现流量显示、记录、积算和调节。 2、电磁流量计的工作原理 根据法拉第电磁感应定律，导体在磁场中运动时切割磁力 线，在导体的两端产生感应电动势，如图二所示。电动势的方向由右手定则确定。导电性液体的流动方向、磁场和感应电动势的方向三者互相垂直。 图二 电磁流量计原理图 1电极 2激磁线圈 3、电磁流量计的应用 1）电磁流量计特别适用于带有悬浮物、固体颗粒、纤维等的泥浆、纸浆、矿浆、污水等的测量； 2）在食品、生物制药等工业用于玉米浆、果酱、药浆或血液等特殊介质的测量; 3）没有附加压力损失，

5、在大口径测量中节约泵能耗是选用它的重要原因，特别在工艺管道压力不高或依靠水头自流情况下采用更为有利。 u 二、磁电流量计 1、磁电流量计的结构 磁电流量计由壳体、漩 涡发生体、磁钢、电极组件 和显示仪表组成。 显示仪表由传感器、转 换器和显示仪组成的一体化 仪表。 2、磁电流量计的工作 原理 图三 磁电流量计结构1-壳体 2-旋涡发生体 3-磁钢 4-电极组件 5-显示仪磁电流量计是利用电磁 感应与卡门涡街原理相结合而研制的，当导电流体流经旋涡发生体后，形成规则交错排列的旋涡。切割磁力线产生与旋涡频率相同的感应电动势。该电动势被电极检测后进行处理，在一定的流量范围内产生的频率与流量成比例。 3

6、、磁电流量计的应用 磁电流量计具有结构紧凑、显示直观、宽量程比、测量精度高、耐腐蚀、防污垢等特点，可广泛应用于石油、化工、冶金、机械、酿造、印染、医药、环保、食品等行业的封闭管道中导电液体的流量测量。注：不适用于超小流量，不适用于管线强振动和强电磁干扰场所。 表一 流量测量方法和仪表初选表 表二 经济性相对费用比较 表三 环境影响适应性比较 表四 常用流量计的安装要求 表五 常用流量计仪表性能参考数据 表六 流量计选型考虑因素 u 基础知识 1、精确度又称准确度。精确度和误差可以说是孪生兄弟，因为有误差的存在，才有精确度这个概念。仪表精确度简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度，通常用相对百分

7、误差（也称相对折合误差）表示。2、稳定性 在规定工作条件内，仪表某些性能随时间保持不变的能力称为稳定性（度）。仪表稳定性是工业企业仪表工十分关心的一个性能指标。通常用仪表零漂移来衡量仪表的稳定性。仪表投入运行一年之中零位没有漂移，相反仪表投入运行不到3个月，仪表零位就变了，说明仪表稳定性不好。仪表稳定性的好坏直接关系到仪表的使用范围，有时直接影响企业生产，仪表稳定性不好造成的影响往往双仪表精度下降对企业生产的影响还要大。仪表稳定性不好仪表维护量也大，是仪表工最不希望出现的事情。 3、重复性测量重复性是在不同测量条件下，如不同的方法，不同的观测者，在不同的检测环境对同一被检测的量进行检测时，其测

8、量结果一致的程度。测量重复性必将成为仪表的重要性能指标。测量的精确性不仅仅是仪表的精确度，它还包括各种因素对测量参数的影响，是综合误差。仪表复现性来描述仪表的抗干扰能力。测量重复性通常用不确定度来估计。不确定度是由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度，可采用方差或标准差（邓方差的正平方根）表示。 4、可靠性可靠性是企业仪表工所追求的另一重要性能指标。可靠性和仪表维护量是相反相成的，仪表可靠性高说明仪表维护量小，反之仪表可靠性差，仪表维护量就大。随着仪表更新换代，特别是微电子技术引入仪表制造行业，使仪表可告性大大提高。仪表生产厂商对这个性能指标也越来越重视，通常用平均无故障时间MTBF来描

9、述仪表的可靠性。5、范围度范围度是指表计可测的最大瞬时量与最小瞬时量（始动量）之比,不考虑准确度. 6、量程比量程比是指最小可测量流量与最大可测量流量之间的比值。双向测量是指流量计可以测量正反两个方向上的流量。7、线性度线性度通常用实际校验曲线与一条通过特性曲线上、下限值的端基直线之间的最大偏差值与最大值之比来衡量。 u 流量自控仪 1、流量自控仪的结构 流量自控仪是机电一体化的高科技产品，该产品把流量计、调节阀、控制器、智能无线通讯接口有机地集于一体。具有结构紧凑、操作简便、显示直观，控制精度高、耐腐蚀、耐高温、防结垢、手动控制流量及自动控制流量、有可动部件型、无可动部件型和无剪切型等特点。

10、该产品同时具备太阳能绿色能源供电技术，无需外接电源即可轻松实现：计量、控制、远程输出与远程控制等各项功能，为环保事业做出了积极的贡献。 流量自控仪的工作原理：由控制器采集流量计的各种信号，与预先设定的量值进行分析和比较。如果从流量计采集的各种信号，偏离预先设定的量值，控制器将发出正确的调整指令给执行机构，由执行机构调整阀门的开启度，使得流量自控仪达到预先设定的量值，实现闭环的自动调节流量控制。流量自控仪，从结构分为“流量测量”，“流量调节机构”，“控制器”(流量控制及数据通讯)三部分。 无线通讯接口易于实现对现场的远程监控。先进电子技术的应用使整个控制器具有较高的稳定性和抗干扰能力。 2、流量

11、自控仪的工作原理 当被测介质流过时，流量计产生脉冲信号，经过电路处理，传送给控制器。流量计可以测量各种导电介质及高温低粘度油品，对油田的高压注水具有很强的适应性。流量计的计量元件，采用特殊的结构经过特殊处理的叶轮、轴和轴承。特点：精度高寿命长、小流量适应能力强、抗震能力强、可靠性性高。 2）无可动部件测量原理 3、流量测量原理 流量测量原理分三种情况： 1）有可动部件测量原理利用电磁感应与卡门涡衔原理相结合而研制的一种全新的流量测量技术，当导电液体流经漩涡发生体后， 在磁场中形成规则交错排列的漩涡，利用压电原理或切割偏置磁场磁力线，产生与漩涡频率相同的电信号。经探头检测后，经过信号处理,滤除干

12、扰后，转换成流量信号传送给控制器。特点：精度高且稳定性好、寿命长、没有堵卡现象。结构上它采用我公司独创的专利技术插入快卸式芯体式结构，很方便从表壳内取出轻松实现互换，给流量计的周期性检定工作带来了极大方便。 3) 无剪切型测量原理将无衬里电磁流量计和无剪切型高压锥型阀有机地结合在一起，形成全新的一体型的高压流量自控仪，较彻底地解决了油田注聚工艺中的无剪切计量和控制。 无衬里的电磁流量计更能保证耐高压的可靠性、无可动部件、无剪切、高精度、适应性强。u执行机构当执行机构接到控制器的指令，根据指令调节阀门的开启度，达到自动调整高压注水/注聚流量的目的。执行机构由：减速装置、执行装置、电机驱动装置和高

13、压阀门等组成。执行机构具有：阀位位置指示、电子限位、机械限位、电子位置显示计手动调节等功能。手动调节阀门时，由于减速装置和阀门压力自平衡系统的作用手轮很轻，易于准确调节.省时省力。 控制器内部电池供电进行流量显示和控制，先进的电子技术，使整个控制器具有较高稳定性和抗干扰能力。在使用过程中，用户通过设定键设定流量值，控制器把实际流量值和设定值进行比较，若不符合设定要求时，控制器就会发出指令，驱动电机正旋或反旋调节阀门，使瞬时流量值接近或等于设定值。 阀门类型有：环型调节阀、锥型调节阀（不适用于太大差压工况条件）和无剪切调节阀。u控制器此外自控仪也具有流量的配比功能，在配比过程中，通过采集其它流量计的流量信号，乘以比例值（使用中要考虑自控仪的流量范围）来控制阀门的开启和关闭，实现比例计量调节（可