認識流量計流量自控儀

1、認識流量計和流量自控儀流量測量 技術(shù) u流量計、流量自控儀的由來 一、流體物資貿(mào)易核算、儲運管理和污水廢氣排放控制等； 二、為流程工業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低成本及水利工程和環(huán)境保護等作必要的流量檢測和控制； 三、為流程工業(yè)的精密生產(chǎn)和對過程控制在計量的基礎(chǔ)上加以控制、調(diào)節(jié)。 u流量的基礎(chǔ) 一、流量的定義：流體 流動的量。 二、流量的分類：瞬時流量和總量或累積流量。 三、流量單位：L/min m3/h kg/min kg/h流量的測量方法u流量是個動態(tài)量u流體內(nèi)部存在著黏性摩擦作用u流體會產(chǎn)生不穩(wěn)定的漩渦和二次流等復(fù)雜的流動現(xiàn)象u流量計是少數(shù)幾種使用比制造艱難的儀表之一u流體種類繁多u流量

2、計已投入使用的種類超過100種 u流量計的分類 一、根據(jù)測量對象是封閉管道內(nèi)的流體還是明渠內(nèi)流體分 二、按測量原理分 1）電學(xué)原理 2）聲學(xué)原理 3）光學(xué)原理 4）物理原理 5）其他原理 三、按測量目的分 四、按輸出信號分 五、按測量方法方法還結(jié)構(gòu)分u因為我們公司目前主要的產(chǎn)品種類較少，我們只針對以下五種流量計及流量自控儀進行說明u一、電磁流量計 1、電磁流量計的結(jié)構(gòu) 電磁流量計由傳感器、轉(zhuǎn)換器和流量顯示儀三部分組 成。 1）傳感器 結(jié)構(gòu)如圖一所示。傳感器由測量管、勵磁系統(tǒng)、電極及殼體幾部分組成。 （1）測量管 它是一根高電阻率的非磁性材料制 成的帶法蘭的直管。在測量管內(nèi)側(cè)應(yīng)敷設(shè)絕緣內(nèi)襯，內(nèi)襯

3、應(yīng)有耐磨性、耐腐蝕性及耐高溫等性能。 （2）勵磁系統(tǒng) 把疊片鐵芯用銅導(dǎo)線繞組成兩個鞍形線圈，分別夾持在測量管的上下兩側(cè)，他們所產(chǎn)生的磁場方向與被測流體的流向垂直。 （3）電極 傳感器的電極安裝在與磁場垂直的測量管的兩側(cè) 管壁上。它把被測介質(zhì)切割磁力 圖一 電磁流量計傳感器1-上蓋 2線圈 3電極4測量管 5襯 6下蓋 線所產(chǎn)生的流量信號引出，電極按被測介質(zhì)的腐蝕性決定，但必須為非磁性導(dǎo)電材料，如耐酸鋼、含鉬耐酸鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑銥合金等。 （4）殼體 外殼由鑄鐵制成，它可防止外界腐蝕氣體的侵蝕及屏蔽周圍的雜散磁場。采用鑄鋁外殼，雖能減輕重量，但雜散磁場對傳感器略有影響，使用時應(yīng)避開強磁場

4、。 2）轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換器是將傳感器輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成與被測介質(zhì)流量成正比的標準信號，以便與流量顯示儀組合，實現(xiàn)流量顯示、記錄、積算和調(diào)節(jié)。 2、電磁流量計的工作原理 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體在磁場中運動時切割磁力 線，在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如圖二所示。電動勢的方向由右手定則確定。導(dǎo)電性液體的流動方向、磁場和感應(yīng)電動勢的方向三者互相垂直。 圖二 電磁流量計原理圖 1電極 2激磁線圈 3、電磁流量計的應(yīng)用 1）電磁流量計特別適用于帶有懸浮物、固體顆粒、纖維等的泥漿、紙漿、礦漿、污水等的測量； 2）在食品、生物制藥等工業(yè)用于玉米漿、果醬、藥漿或血液等特殊介質(zhì)的測量; 3）沒有附加壓力損失，

5、在大口徑測量中節(jié)約泵能耗是選用它的重要原因，特別在工藝管道壓力不高或依靠水頭自流情況下采用更為有利。 u 二、磁電流量計 1、磁電流量計的結(jié)構(gòu) 磁電流量計由殼體、漩 渦發(fā)生體、磁鋼、電極組件 和顯示儀表組成。 顯示儀表由傳感器、轉(zhuǎn) 換器和顯示儀組成的一體化 儀表。 2、磁電流量計的工作 原理 圖三 磁電流量計結(jié)構(gòu)1-殼體 2-旋渦發(fā)生體 3-磁鋼 4-電極組件 5-顯示儀磁電流量計是利用電磁 感應(yīng)與卡門渦街原理相結(jié)合而研制的，當(dāng)導(dǎo)電流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體后，形成規(guī)則交錯排列的旋渦。切割磁力線產(chǎn)生與旋渦頻率相同的感應(yīng)電動勢。該電動勢被電極檢測后進行處理，在一定的流量范圍內(nèi)產(chǎn)生的頻率與流量成比例。 3

6、、磁電流量計的應(yīng)用 磁電流量計具有結(jié)構(gòu)緊湊、顯示直觀、寬量程比、測量精度高、耐腐蝕、防污垢等特點，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機械、釀造、印染、醫(yī)藥、環(huán)保、食品等行業(yè)的封閉管道中導(dǎo)電液體的流量測量。注：不適用于超小流量，不適用于管線強振動和強電磁干擾場所。 表一 流量測量方法和儀表初選表 表二 經(jīng)濟性相對費用比較 表三 環(huán)境影響適應(yīng)性比較 表四 常用流量計的安裝要求 表五 常用流量計儀表性能參考數(shù)據(jù) 表六 流量計選型考慮因素 u 基礎(chǔ)知識 1、精確度又稱準確度。精確度和誤差可以說是孿生兄弟，因為有誤差的存在，才有精確度這個概念。儀表精確度簡言之就是儀表測量值接近真值的準確程度，通常用相對百分

7、誤差（也稱相對折合誤差）表示。2、穩(wěn)定性 在規(guī)定工作條件內(nèi)，儀表某些性能隨時間保持不變的能力稱為穩(wěn)定性（度）。儀表穩(wěn)定性是工業(yè)企業(yè)儀表工十分關(guān)心的一個性能指標。通常用儀表零漂移來衡量儀表的穩(wěn)定性。儀表投入運行一年之中零位沒有漂移，相反儀表投入運行不到3個月，儀表零位就變了，說明儀表穩(wěn)定性不好。儀表穩(wěn)定性的好壞直接關(guān)系到儀表的使用范圍，有時直接影響企業(yè)生產(chǎn)，儀表穩(wěn)定性不好造成的影響往往雙儀表精度下降對企業(yè)生產(chǎn)的影響還要大。儀表穩(wěn)定性不好儀表維護量也大，是儀表工最不希望出現(xiàn)的事情。 3、重復(fù)性測量重復(fù)性是在不同測量條件下，如不同的方法，不同的觀測者，在不同的檢測環(huán)境對同一被檢測的量進行檢測時，其測

8、量結(jié)果一致的程度。測量重復(fù)性必將成為儀表的重要性能指標。測量的精確性不僅僅是儀表的精確度，它還包括各種因素對測量參數(shù)的影響，是綜合誤差。儀表復(fù)現(xiàn)性來描述儀表的抗干擾能力。測量重復(fù)性通常用不確定度來估計。不確定度是由于測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的程度，可采用方差或標準差（鄧方差的正平方根）表示。 4、可靠性可靠性是企業(yè)儀表工所追求的另一重要性能指標。可靠性和儀表維護量是相反相成的，儀表可靠性高說明儀表維護量小，反之儀表可靠性差，儀表維護量就大。隨著儀表更新?lián)Q代，特別是微電子技術(shù)引入儀表制造行業(yè)，使儀表可告性大大提高。儀表生產(chǎn)廠商對這個性能指標也越來越重視，通常用平均無故障時間MTBF來描

9、述儀表的可靠性。5、范圍度范圍度是指表計可測的最大瞬時量與最小瞬時量（始動量）之比,不考慮準確度. 6、量程比量程比是指最小可測量流量與最大可測量流量之間的比值。雙向測量是指流量計可以測量正反兩個方向上的流量。7、線性度線性度通常用實際校驗曲線與一條通過特性曲線上、下限值的端基直線之間的最大偏差值與最大值之比來衡量。 u 流量自控儀 1、流量自控儀的結(jié)構(gòu) 流量自控儀是機電一體化的高科技產(chǎn)品，該產(chǎn)品把流量計、調(diào)節(jié)閥、控制器、智能無線通訊接口有機地集于一體。具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、顯示直觀，控制精度高、耐腐蝕、耐高溫、防結(jié)垢、手動控制流量及自動控制流量、有可動部件型、無可動部件型和無剪切型等特點。

10、該產(chǎn)品同時具備太陽能綠色能源供電技術(shù)，無需外接電源即可輕松實現(xiàn)：計量、控制、遠程輸出與遠程控制等各項功能，為環(huán)保事業(yè)做出了積極的貢獻。 流量自控儀的工作原理：由控制器采集流量計的各種信號，與預(yù)先設(shè)定的量值進行分析和比較。如果從流量計采集的各種信號，偏離預(yù)先設(shè)定的量值，控制器將發(fā)出正確的調(diào)整指令給執(zhí)行機構(gòu)，由執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整閥門的開啟度，使得流量自控儀達到預(yù)先設(shè)定的量值，實現(xiàn)閉環(huán)的自動調(diào)節(jié)流量控制。流量自控儀，從結(jié)構(gòu)分為“流量測量”，“流量調(diào)節(jié)機構(gòu)”，“控制器”(流量控制及數(shù)據(jù)通訊)三部分。 無線通訊接口易于實現(xiàn)對現(xiàn)場的遠程監(jiān)控。先進電子技術(shù)的應(yīng)用使整個控制器具有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 2、流量

11、自控儀的工作原理 當(dāng)被測介質(zhì)流過時，流量計產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)過電路處理，傳送給控制器。流量計可以測量各種導(dǎo)電介質(zhì)及高溫低粘度油品，對油田的高壓注水具有很強的適應(yīng)性。流量計的計量元件，采用特殊的結(jié)構(gòu)經(jīng)過特殊處理的葉輪、軸和軸承。特點：精度高壽命長、小流量適應(yīng)能力強、抗震能力強、可靠性性高。 2）無可動部件測量原理 3、流量測量原理 流量測量原理分三種情況： 1）有可動部件測量原理利用電磁感應(yīng)與卡門渦銜原理相結(jié)合而研制的一種全新的流量測量技術(shù)，當(dāng)導(dǎo)電液體流經(jīng)漩渦發(fā)生體后， 在磁場中形成規(guī)則交錯排列的漩渦，利用壓電原理或切割偏置磁場磁力線，產(chǎn)生與漩渦頻率相同的電信號。經(jīng)探頭檢測后，經(jīng)過信號處理,濾除干

12、擾后，轉(zhuǎn)換成流量信號傳送給控制器。特點：精度高且穩(wěn)定性好、壽命長、沒有堵卡現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)上它采用我公司獨創(chuàng)的專利技術(shù)插入快卸式芯體式結(jié)構(gòu)，很方便從表殼內(nèi)取出輕松實現(xiàn)互換，給流量計的周期性檢定工作帶來了極大方便。 3) 無剪切型測量原理將無襯里電磁流量計和無剪切型高壓錐型閥有機地結(jié)合在一起，形成全新的一體型的高壓流量自控儀，較徹底地解決了油田注聚工藝中的無剪切計量和控制。 無襯里的電磁流量計更能保證耐高壓的可靠性、無可動部件、無剪切、高精度、適應(yīng)性強。u執(zhí)行機構(gòu)當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)接到控制器的指令，根據(jù)指令調(diào)節(jié)閥門的開啟度，達到自動調(diào)整高壓注水/注聚流量的目的。執(zhí)行機構(gòu)由：減速裝置、執(zhí)行裝置、電機驅(qū)動裝置和高

13、壓閥門等組成。執(zhí)行機構(gòu)具有：閥位位置指示、電子限位、機械限位、電子位置顯示計手動調(diào)節(jié)等功能。手動調(diào)節(jié)閥門時，由于減速裝置和閥門壓力自平衡系統(tǒng)的作用手輪很輕，易于準確調(diào)節(jié).省時省力。 控制器內(nèi)部電池供電進行流量顯示和控制，先進的電子技術(shù)，使整個控制器具有較高穩(wěn)定性和抗干擾能力。在使用過程中，用戶通過設(shè)定鍵設(shè)定流量值，控制器把實際流量值和設(shè)定值進行比較，若不符合設(shè)定要求時，控制器就會發(fā)出指令，驅(qū)動電機正旋或反旋調(diào)節(jié)閥門，使瞬時流量值接近或等于設(shè)定值。 閥門類型有：環(huán)型調(diào)節(jié)閥、錐型調(diào)節(jié)閥（不適用于太大差壓工況條件）和無剪切調(diào)節(jié)閥。u控制器此外自控儀也具有流量的配比功能，在配比過程中，通過采集其它流量計的流量信號，乘以比例值（使用中要考慮自控儀的流量范圍）來控制閥門的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)比例計量調(diào)節(jié)（可