溫壓補償技術(shù)在金屬管浮子流量計測量中的應用

　　一、引言
　　金屬管浮子流量計（以下簡稱流量計）又稱變面積式流量計或恒壓降式流量計，是以流體流動時的節(jié)流原理為基礎(chǔ)的一種流量測量儀表。具有可測量多種介質(zhì)流量，特別適用于測量中小管徑雷諾數(shù)較低的中小流量；壓力損失小且穩(wěn)定；反映靈敏，量程較寬（１０：１），示值清晰，近似線性刻度；結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用維護方便；通過選用不同測量管及零部件材質(zhì)，還可以測量具有腐蝕性的介質(zhì)流量等特點?；谏鲜鎏攸c，流量計**應用于石油、化工、冶金、制藥、釀造、環(huán)保、發(fā)電等領(lǐng)域中的流量控制與測量系統(tǒng)。
 
　　金屬管浮子流量計根據(jù)用戶提供的設(shè)計工況參數(shù)（如操作溫度、操作壓力、操作密度等）進行用水或氣體流量換算、校準，當現(xiàn)場工況參數(shù)與設(shè)計工況參數(shù)相同或偏離極小時方可進行準確測量。但是現(xiàn)場應用時介質(zhì)工況參數(shù)往往偏離設(shè)計參數(shù)較大，造成儀表測量準確度嚴重下降，尤其對于氣體介質(zhì)，由于其操作密度受壓力、溫度影響較大，儀表測量準確度下降尤其嚴重。為解決此問題，一般采取重新采購、加工儀表的措施，增加了成本，影響了正常開車生產(chǎn)。因此，如何提供一種金屬管浮子流量計，適應現(xiàn)場工藝參數(shù)偏離設(shè)計參數(shù)的情況下，保證現(xiàn)場應用時不會造成儀表測量準確度下降，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要迫切解決的技術(shù)問題。金屬管浮子流量計的溫壓補償技術(shù)應用溫壓補償算法，對儀表采集到的流量信號、溫度信號、壓力信號進行溫度壓力補償綜合計算，實現(xiàn)準確測量，很大程度上解決了上述問題。




圖１　金屬管浮子流量計工作原理圖
 
　　二、溫壓補償算法
　　流量計在測量氣體介質(zhì)時，當氣體溫度、壓力不穩(wěn)定，造成被測氣體工況密度變化較大時，流量指示誤差增大，此時應進行溫度壓力補償計算，恢復儀表測量的準確性。具體推導、計算如下：
２．１　工況體積流量：


 
　　三、溫壓補償技術(shù)
　　由溫壓補償算法推導可知，當實際被測氣體介質(zhì)工作狀態(tài)發(fā)生變化時（即壓力Ｐ、溫度Ｔ偏離設(shè)計）通過采集氣體介質(zhì)的壓力、溫度信號，通過公式（５）、（６）、（７）、（８）計算，即可實現(xiàn)溫
　　


       圖２　分體式溫壓補償型
　　流量計結(jié)構(gòu)示意圖
度壓力在線實時補償計算，得到準確的流量信號，此即為金屬管浮子流量計溫壓補償技術(shù)。
 
　　四、溫壓補償型金屬管浮子流量計結(jié)構(gòu)組成、特點及應用
　?。矗薄》煮w式結(jié)構(gòu)
　　流量計、溫度變送器、壓力變送器單獨安裝，流量信號、溫度信號、壓力信號分別輸入ＤＣＳ或控制計算器進行流量的溫度、壓力補償計算，完成流量、壓力、溫度各參數(shù)的顯示、輸出、打印等功能。此種結(jié)構(gòu)安裝靈活，特別適用于現(xiàn)場流量計的升級改造，如圖２所示。號、溫度信號、壓力信號輸入到溫壓補償功能設(shè)計的流量計轉(zhuǎn)換器中，進行流量的溫度、壓力補償計算，完成流量、壓力、溫度各參數(shù)的顯示、輸出、打印等功能。此種結(jié)構(gòu)測量準確度高，體積小，安裝方便，如圖３所示：



　　圖３　一體式溫壓補償型流量計結(jié)構(gòu)示意圖
　?。薄⒔饘俟芨∽恿髁坑嫞?、溫度傳感器３、壓力傳感器金屬管浮子流量計由傳感器（包括法蘭、測量管、上導向器、浮子、錐管或孔板、下導向器、連接支架、連接螺釘?shù)龋┖蜏貕貉a償型指示器及其內(nèi)部零部件等構(gòu)成。
 
　　五、結(jié)束語
      金屬管浮子流量計溫壓補償技術(shù)的發(fā)展、應用，實現(xiàn)了溫度壓力在線實時補償計算，提高了流量計的測量準確度，降低用戶的開車、維護成本。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，溫度、壓力傳感器結(jié)構(gòu)的微型化，一體式溫壓補償型流量計必然成為金屬管浮子流量計溫壓補償技術(shù)分發(fā)展的趨勢。在越來越重視節(jié)約能源，精確測量控制的社會大環(huán)境下，溫壓補償技術(shù)也必將得到**的應用。

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