流量信號的傳遞失真與影響

流量信號的傳遞失真與影響紀(jì)綱上海同欣自動化儀表有限公司

1.概述1.1

流量信號的傳遞失真被測流體流過流量傳感器得到的流量信號，在傳遞到顯示表、轉(zhuǎn)換器或變送器時存在失真。1.2流量信號傳遞失真的影響導(dǎo)致流量計示值偏離應(yīng)有值。2-1

1.3

如何發(fā)現(xiàn)傳遞失真對流量計零點進(jìn)行核對時發(fā)現(xiàn)無中生有。一根管道兩套表，兩套表的測量結(jié)果出現(xiàn)較大差異?？偙硎局蹬c各分表示值之和存在較大差異。

發(fā)現(xiàn)流量示值停在一處長時間不動。流量示值與工藝專業(yè)的估算值相差太多。2-2

2.差壓式流量計信號傳遞失真在被測流體為干氣體時，差壓信號的傳遞失真一般不會發(fā)生（導(dǎo)壓管堵塞和泄漏除外）。被測流體為濕氣體和蒸氣時，極易發(fā)生。

被測流體為液體時較易發(fā)生。

雙量程差壓流量計，量程低段差壓值很小，差壓信號傳遞失真是極大威脅。2-3

2.1兩個冷凝罐內(nèi)液位高度不一致引起的傳遞失真冷凝罐的作用是將差壓變送器與高溫介質(zhì)隔離開來。要求正負(fù)壓端冷凝罐具有相同尺寸，盡可能靠近，并安裝在相同高度，罐內(nèi)液位高度相同。（液位高度相差1mm，就產(chǎn)生1mmH2O的傳遞失真）2-4

2.1.1導(dǎo)壓管連接不合理引起液位高度不一致2-5

正確的導(dǎo)管連接

不正確的導(dǎo)管連接

2.1.2兩個取壓點相距較遠(yuǎn)容易引起高度差異2-6正端取壓口負(fù)端取壓口節(jié)流件qmDD/2圖3徑距取壓中的兩個冷凝罐

2.1.345°角引壓容易引起液位差2-7圖5導(dǎo)壓管45°角方向引出圖4導(dǎo)壓管從水平方向引出

2.4線性孔板的例子2-8AB兩點水平距離1m，高度之差即轉(zhuǎn)化為液柱差A(yù)B

2.5正負(fù)壓管內(nèi)的垂直部分管內(nèi)溫度不一致引起的失真2-9溫度差引起的差壓失真Hρ

2.6根部閥的不當(dāng)選型引起的傳遞失真2-10圖8汽液交換不暢的例子孔板切斷閥冷凝器

2.7隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真(一）2-11隔離液剛剛充灌時，通過三閥組的平衡閥能使兩只隔離容器中的隔離液液位高度相等，但運行一段時間后由于隔離液泄漏或在運行時誤開平衡閥，導(dǎo)致隔離液液位高度不相等，從而引入附加差壓。其值可用式（1）計算：（1）式中dp──附加差壓，Pa；h1──正壓管中隔離液液位高度，m；h2──負(fù)壓管中隔離液液位高度，m；ρ1──被測介質(zhì)密度，kg/m3；

ρ2──隔離液密度，kg/m3；g──重力加速度，m/s2。

2.7隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真(二）2-12圖9充隔離液差壓式流量計管線連接1—節(jié)流裝置；2—閥門；3—隔離容器注液口；4—溢流口；5—三閥組；6—差壓變送器

2.8導(dǎo)壓管坡度不合理引起的失真2-13圖10徑距取壓蒸汽流量計現(xiàn)場安裝

2.9濕氣體中的水汽在變送器內(nèi)凝結(jié)引起的失真2-14圖11被測流體為濕氣體時，信號管路安裝示意圖（a）典型安裝方法（b）防止高低壓室積液的安裝方法

2.10冷凝液在環(huán)室空腔內(nèi)積聚引起的失真2-15圖12垂直管道信號管路連接圖圖13正壓管內(nèi)積水對壓力信號傳遞的影響

2.11冷凝液在管道內(nèi)積聚引起的失真（一）2-16

2.11冷凝液在管道內(nèi)積聚引起的失真（二）2-17圖14現(xiàn)場測量濕氣體流量的幾種常見配置

2.12氣體在導(dǎo)壓管內(nèi)積聚引起差壓信號傳遞失真的例子2-18圖15(a)均速管安裝位置及其同差壓計的連接圖15（b）不正確安裝方法

2.13一體化差壓流量計引壓不合理引起的傳遞失真2-19

2.14

差壓信號傳遞的動態(tài)失真母管內(nèi)的壓力變化（壓差并未變化）引起短時差壓變化。差壓變化時，因正負(fù)壓管滯后時間的差異，導(dǎo)致變送器接收到的信號與節(jié)流裝置端的差壓信號在短時間內(nèi)不一致。2-20（1）動態(tài)失真的表現(xiàn)

（2）動態(tài)失真的起因差壓信號導(dǎo)壓管敷設(shè)要求盡可能對稱。正負(fù)壓兩根導(dǎo)壓管：管道、管件、閥門的尺寸保持相同，走向相同，盡可能靠近，內(nèi)徑相同。導(dǎo)壓管內(nèi)徑與長度及介質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2-21

3.渦街流量計信號傳遞失真的實例

渦街流量計中的旋渦發(fā)生體，將體積流量信號轉(zhuǎn)換為旋渦的頻率信號，再經(jīng)探頭和電子學(xué)部分的處理，輸出電脈沖信號。

由于探頭送出的信號一般都很微弱，容易接受來自外部的干擾，如果相關(guān)問題處理得不好，必將引起流量信號的傳遞失真。

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3.1屏

蔽

罩

缺

失

引

入

50Hz

干

擾

在分體式渦街流量計中，裝有電子學(xué)部分的轉(zhuǎn)換器與探頭之間相隔幾米到十幾米，兩者之間用專用的屏蔽電纜連接。為了防止外部電磁場干擾的侵襲，有的產(chǎn)品在接線盒內(nèi)還設(shè)計了一個屏蔽罩，如DY型旋渦流量計等。

這個屏蔽罩如果沒有裝上，或者接線盒端蓋未旋上，都會引入50Hz干擾。這時，無論流量計測量管內(nèi)的流體流速達(dá)到多少，轉(zhuǎn)換器輸出的電脈沖信號總是50Hz。

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3.2由屏蔽層接地問題引入干擾的例子

在分體式渦街流量計中，連接探頭和轉(zhuǎn)換器的專用屏蔽電纜需按規(guī)定接地。采用不符合要求的電纜或電纜屏蔽層的不合理接地，如兩端都就地接地等，都會引入干擾，引起流量信號的傳遞失真。

但在現(xiàn)場的調(diào)試中，全部按說明書要求安裝專用電纜并做好接地后，有時還會出現(xiàn)“無中生有”現(xiàn)象。即流體完全沒有流動，轉(zhuǎn)換器卻有脈沖輸出。其原因有的是因管道振動，有的管道完全沒有振動仍然是“無中生有”。而卸下屏蔽層的接地，讓其浮空，“無中生有”現(xiàn)象卻消失了，流量計也能正常測量了。這是一種很特殊的情況。

2-24

3.3

信號電纜連接錯誤的例子2-25

4.

電磁流量計信號傳遞失真的實例

流量傳感器內(nèi)的兩個電極之間輸出的與流體流速成正比的電信號，一般只有幾毫伏，最大也只有十幾毫伏。在將這種信號傳送到轉(zhuǎn)換器的過程中，外部電磁場干擾很容易趁虛而入，導(dǎo)致信號的傳遞失真。

對于分體式電磁流量計，制造商配套供應(yīng)帶雙重屏蔽或三重屏蔽的專用電纜，并在電纜終端頭上標(biāo)明相應(yīng)的端子號。問題出在安裝接線時由于疏忽而將線接錯，三根線中的任意兩根如果接錯，都會引起信號傳遞失真，招致儀表指示異常。

2-26

5.

結(jié)束語（一）①流量信號的傳遞失真，在流量測量系統(tǒng)中普遍存在。每一種流量測量系統(tǒng)都會出現(xiàn)流量信號傳遞失真。其中一部分是在儀表設(shè)計制造環(huán)節(jié)引入，而更多的是在系統(tǒng)設(shè)計和安裝環(huán)節(jié)引入。②流量信號的傳遞失真，有很大一部分并不引起人們的注意，有些甚至可以說是熟視無睹。往往是等到流量計示值準(zhǔn)確性驗證時存在較大差額，或在交工驗收對流量計進(jìn)行零點檢查時才發(fā)現(xiàn)。2-27

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