攪拌器葉片對排水口流量計流量測量精度的影響
點(diǎn)擊次數：2654 發(fā)布時(shí)間：2021-09-06 07:34:16
一、 排水口流量計原理及目前應用現狀
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也直接推動(dòng)了測量技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的測量?jì)x表應運而生，排水口流量計就是其有代表性的一類(lèi)測量?jì)x表，由于其自已的結構特點(diǎn)，排水口流量計在測量液體；特別是污水、泥漿等成份比較復雜的流體上有著(zhù)獨特的優(yōu)勢，因此被廣泛應用在化工、電力、醫藥等行業(yè)。應用的前提是被測液體必須是導體，它具有可靠性高、應有范圍廣、無(wú)壓損、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
排水口流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來(lái)測量管內導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表，管道內的勵磁線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，被測介質(zhì)流過(guò)管道做切割磁力線(xiàn)，在兩個(gè)檢測電極上產(chǎn)生感應電勢，其大小正比于流體的運動(dòng)速度。測量管道通過(guò)不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現與流體和測量電極的電磁隔離。其電壓信號轉轉換器處理后，再經(jīng)微處理器處理后，輸出與流量成線(xiàn)性關(guān)系的信號，供后位儀表供記錄、調節和控制使用，也可與上位機通訊（RS485）
二、排水口流量計測量精度
不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系，因此測量精度高，一般為1%。
三、排水口流量計的特點(diǎn)
沒(méi)有可動(dòng)部件和凸出于流體中的零件，具有很高的可靠性，用來(lái)測各種酸、堿、鹽溶液，礦漿、糖漿、污水、啤酒、麥汁、等導電流體的流量等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。另外由于其密封性能好，還可用于自來(lái)水和地下水道系統。
四、排水口流量計的優(yōu)點(diǎn)
測量管道內無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失；測量管道內無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(cháng)。傳感器部分只有內襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。
五、攪拌葉片對流量測量的影響
排水口流量計示值以固定的頻率上、下跳動(dòng)，我廠(chǎng)一段工藝流程如下圖所示：
母液經(jīng)排水口流量計從前一設備送向母液罐，儀表投運后，流量示值以固定頻率上、下跳動(dòng)。DCS顯示屏上顯示的瞬時(shí)流量歷史曲線(xiàn)成一根很寬的帶子，現場(chǎng)檢查前后直管段長(cháng)度及接地等安裝條件均符合要求，尚未查出原因。
一次偶然的機會(huì )，母液罐內的攪拌器停止運轉，發(fā)現流量示值自己恢復穩定，向操作者調查工藝操作上有何變化，才知母液罐內的攪拌器停止轉動(dòng)，進(jìn)一步調查發(fā)現，此攪拌器是側壁安裝，而且其位置距安裝流量計的進(jìn)料管口僅一米左右，很明顯攪拌器槳葉以固定周期翻起波浪，使得進(jìn)料口處的阻力周期變化管內流速脈動(dòng)。排水口流量計出口端到容器壁的距離L太近，大約1.5米，使流量計出口流速不穩，流量計示值產(chǎn)生有規則的搖擺。然后將排水口流量計從A位置改到B位置，遠離原安裝位置10米，流量計示值穩定。
六、示值脈動(dòng)的危害
如上述流量脈動(dòng)對儀表積算總量影響不大，因為攪拌器槳葉引起脈動(dòng)頻率較低，其數值遠遠低于所選排水口流量計的激勵頻率，所以盡管流量示值大幅度周期擺動(dòng)，但其準確度并無(wú)明顯變化，其影響僅僅是示值難以讀數和DCS中趨勢取現無(wú)法制作。
七、脈動(dòng)幅度過(guò)大時(shí)如何處理
脈動(dòng)劉德平均值如果離標尺上線(xiàn)不遠，則脈動(dòng)峰值很容易超過(guò)上限而進(jìn)入飽和區，導致儀表示值偏低，這時(shí)就須啟用排水口流量計的脈動(dòng)流測量功能。具有脈動(dòng)流測量能力的排水口流量計，當它選用較高的激勵頻率時(shí)，能對脈動(dòng)流做出快速響應，因此能對脈動(dòng)流量進(jìn)行測量，常用來(lái)測量往復泵。隔膜泵等的出口流量。
能用于脈動(dòng)流測量的排水口流量計，通常在下列3個(gè)方面須作特殊設計，并在投運時(shí)作適當的調試，即激勵頻率可調，流量計的模擬信號處理部分應防止脈動(dòng)峰值到來(lái)時(shí)進(jìn)入飽和狀態(tài)，為了讀出流量平均值，應對現實(shí)部分做平滑處理。
1、 激勵頻率的決定
以排水口流量計為例，該儀表的技術(shù)資料提出，當脈動(dòng)頻率低于1.33時(shí)，可以采用穩定流時(shí)的激勵頻率；當脈動(dòng)頻率為1.33------3.33時(shí)激勵頻率應取25Hz，顯然，激勵頻率要求雖然不很?chē)栏?，但是必須與脈動(dòng)頻率相適應，太高和太低都是不利的。
2、 流量信號輸入通道飽和問(wèn)題
脈動(dòng)流的脈動(dòng)幅值有時(shí)高的出奇，如果峰值出現時(shí)儀表的流量信號輸入通道進(jìn)入飽和狀態(tài)，就如同峰值被消除，必將導致儀表示值偏低。
排水口流量計流量信號輸入通道的設計分兩檔，其中測量穩定流時(shí)，A/D轉換器只允許輸入滿(mǎn)量程信號的150%，而測量脈動(dòng)流流量時(shí)，允許輸入滿(mǎn)量程信號的1000%。因此，在測量脈動(dòng)流流量時(shí)，編寫(xiě)菜單應指定流動(dòng)類(lèi)型為“PULSATING（脈動(dòng)流）而不是”STEADY”（定常流）。
3、 時(shí)間常數的選擇
由于排水口流量計的測量部分能快速響應脈動(dòng)流流量的變化，忠實(shí)地反映實(shí)際流量，但是顯示部分如果也如實(shí)地顯示流量值，勢必導致顯示值上、下大幅度跳動(dòng)，難以讀數，所以顯示應取一段時(shí)間內的平均值，其實(shí)現方法通常是串入一階慣性環(huán)節，選定合適的時(shí)間常數后，儀表就能穩定顯示。但若時(shí)間常數選的太大，則在平均流量變化時(shí)，顯示部分應遲鈍，為觀(guān)察者帶來(lái)錯覺(jué)。 儀表資料提出了計算時(shí)間常數t（s）的經(jīng)驗公式：t（s）=1000/N N-----每分鐘脈動(dòng)次數。
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也直接推動(dòng)了測量技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的測量?jì)x表應運而生，排水口流量計就是其有代表性的一類(lèi)測量?jì)x表，由于其自已的結構特點(diǎn)，排水口流量計在測量液體；特別是污水、泥漿等成份比較復雜的流體上有著(zhù)獨特的優(yōu)勢，因此被廣泛應用在化工、電力、醫藥等行業(yè)。應用的前提是被測液體必須是導體，它具有可靠性高、應有范圍廣、無(wú)壓損、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
排水口流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來(lái)測量管內導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表，管道內的勵磁線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，被測介質(zhì)流過(guò)管道做切割磁力線(xiàn)，在兩個(gè)檢測電極上產(chǎn)生感應電勢，其大小正比于流體的運動(dòng)速度。測量管道通過(guò)不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現與流體和測量電極的電磁隔離。其電壓信號轉轉換器處理后，再經(jīng)微處理器處理后，輸出與流量成線(xiàn)性關(guān)系的信號，供后位儀表供記錄、調節和控制使用，也可與上位機通訊（RS485）
二、排水口流量計測量精度
不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系，因此測量精度高，一般為1%。
三、排水口流量計的特點(diǎn)
沒(méi)有可動(dòng)部件和凸出于流體中的零件，具有很高的可靠性，用來(lái)測各種酸、堿、鹽溶液，礦漿、糖漿、污水、啤酒、麥汁、等導電流體的流量等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。另外由于其密封性能好，還可用于自來(lái)水和地下水道系統。
四、排水口流量計的優(yōu)點(diǎn)
測量管道內無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失；測量管道內無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(cháng)。傳感器部分只有內襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。
五、攪拌葉片對流量測量的影響
排水口流量計示值以固定的頻率上、下跳動(dòng)，我廠(chǎng)一段工藝流程如下圖所示：
母液經(jīng)排水口流量計從前一設備送向母液罐，儀表投運后，流量示值以固定頻率上、下跳動(dòng)。DCS顯示屏上顯示的瞬時(shí)流量歷史曲線(xiàn)成一根很寬的帶子，現場(chǎng)檢查前后直管段長(cháng)度及接地等安裝條件均符合要求，尚未查出原因。
一次偶然的機會(huì )，母液罐內的攪拌器停止運轉，發(fā)現流量示值自己恢復穩定，向操作者調查工藝操作上有何變化，才知母液罐內的攪拌器停止轉動(dòng)，進(jìn)一步調查發(fā)現，此攪拌器是側壁安裝，而且其位置距安裝流量計的進(jìn)料管口僅一米左右，很明顯攪拌器槳葉以固定周期翻起波浪，使得進(jìn)料口處的阻力周期變化管內流速脈動(dòng)。排水口流量計出口端到容器壁的距離L太近，大約1.5米，使流量計出口流速不穩，流量計示值產(chǎn)生有規則的搖擺。然后將排水口流量計從A位置改到B位置，遠離原安裝位置10米，流量計示值穩定。
六、示值脈動(dòng)的危害
如上述流量脈動(dòng)對儀表積算總量影響不大，因為攪拌器槳葉引起脈動(dòng)頻率較低，其數值遠遠低于所選排水口流量計的激勵頻率，所以盡管流量示值大幅度周期擺動(dòng)，但其準確度并無(wú)明顯變化，其影響僅僅是示值難以讀數和DCS中趨勢取現無(wú)法制作。
七、脈動(dòng)幅度過(guò)大時(shí)如何處理
脈動(dòng)劉德平均值如果離標尺上線(xiàn)不遠，則脈動(dòng)峰值很容易超過(guò)上限而進(jìn)入飽和區，導致儀表示值偏低，這時(shí)就須啟用排水口流量計的脈動(dòng)流測量功能。具有脈動(dòng)流測量能力的排水口流量計，當它選用較高的激勵頻率時(shí)，能對脈動(dòng)流做出快速響應，因此能對脈動(dòng)流量進(jìn)行測量，常用來(lái)測量往復泵。隔膜泵等的出口流量。
能用于脈動(dòng)流測量的排水口流量計，通常在下列3個(gè)方面須作特殊設計，并在投運時(shí)作適當的調試，即激勵頻率可調，流量計的模擬信號處理部分應防止脈動(dòng)峰值到來(lái)時(shí)進(jìn)入飽和狀態(tài)，為了讀出流量平均值，應對現實(shí)部分做平滑處理。
1、 激勵頻率的決定
以排水口流量計為例，該儀表的技術(shù)資料提出，當脈動(dòng)頻率低于1.33時(shí)，可以采用穩定流時(shí)的激勵頻率；當脈動(dòng)頻率為1.33------3.33時(shí)激勵頻率應取25Hz，顯然，激勵頻率要求雖然不很?chē)栏?，但是必須與脈動(dòng)頻率相適應，太高和太低都是不利的。
2、 流量信號輸入通道飽和問(wèn)題
脈動(dòng)流的脈動(dòng)幅值有時(shí)高的出奇，如果峰值出現時(shí)儀表的流量信號輸入通道進(jìn)入飽和狀態(tài)，就如同峰值被消除，必將導致儀表示值偏低。
排水口流量計流量信號輸入通道的設計分兩檔，其中測量穩定流時(shí)，A/D轉換器只允許輸入滿(mǎn)量程信號的150%，而測量脈動(dòng)流流量時(shí)，允許輸入滿(mǎn)量程信號的1000%。因此，在測量脈動(dòng)流流量時(shí)，編寫(xiě)菜單應指定流動(dòng)類(lèi)型為“PULSATING（脈動(dòng)流）而不是”STEADY”（定常流）。
3、 時(shí)間常數的選擇
由于排水口流量計的測量部分能快速響應脈動(dòng)流流量的變化，忠實(shí)地反映實(shí)際流量，但是顯示部分如果也如實(shí)地顯示流量值，勢必導致顯示值上、下大幅度跳動(dòng)，難以讀數，所以顯示應取一段時(shí)間內的平均值，其實(shí)現方法通常是串入一階慣性環(huán)節，選定合適的時(shí)間常數后，儀表就能穩定顯示。但若時(shí)間常數選的太大，則在平均流量變化時(shí)，顯示部分應遲鈍，為觀(guān)察者帶來(lái)錯覺(jué)。 儀表資料提出了計算時(shí)間常數t（s）的經(jīng)驗公式：t（s）=1000/N N-----每分鐘脈動(dòng)次數。