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文檔簡介
卷煙加工過程在線計量器具計量技術(shù)規(guī)范第4部分:流量類計量器具技術(shù)報告項目組I 1 1 1 1 4 5 7 8 1加工過程在線計量器具計量技術(shù)規(guī)范》的第4部分,即:《卷煙加工過程在線流量類在線計量器具廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。流量與溫度、壓力一起并稱為工業(yè)過程控制的三大要素,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)通過這些參數(shù)對加工過程進(jìn)行監(jiān)視與控制,對流量進(jìn)行準(zhǔn)確測量和調(diào)節(jié)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益、保證生產(chǎn)過程安全運行、實現(xiàn)科學(xué)管理的基礎(chǔ)。在卷煙生產(chǎn)加工過程中,同樣在大量使用流量類在線計量器具,流量類在線計量器具測量結(jié)果與卷煙生產(chǎn)過程工藝參數(shù)調(diào)控、生產(chǎn)自動控制、產(chǎn)品加工質(zhì)量密切相目前卷煙加工過程控制中存在的短板。以制絲工段為例:涉及加料流量、加香精度、蒸汽流量等關(guān)鍵工藝指標(biāo)測量的流量計量器具,只有質(zhì)量流量計等部分流量類在線計量器具計量工作的缺失將對卷煙生產(chǎn)加工過程控制造成不利影響。不全面、不系統(tǒng)、不規(guī)范的計量會造成流量類在線計量器具的測量結(jié)果為工藝管理、質(zhì)量追溯帶來很大的困難,也與行業(yè)積極推進(jìn)的智能制造、現(xiàn)代因此,通過研究建立卷煙加工過程流量類在線計量器具的計量技術(shù)規(guī)范,解決各企業(yè)流量類在線計量器具計量方法依據(jù)不一、技術(shù)手段不足等問題,指導(dǎo)促進(jìn)行業(yè)流量類在線計量器具計量工作的規(guī)范開展,保障流量類在線計量器(1)調(diào)研卷煙加工過程流量類在線計量器具及國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料,梳2理分析流量類在線計量器具的測量原理、技術(shù)要求及特點,并形成“流量類在(2)針對不同類型的液體、氣體流量在線計量器具,分析提出選型配置的計量特性要求,研究確定量值準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性評價方法,主要包括流量類在線計量器具的計量性能指標(biāo)、計量方法及計量結(jié)果評價、期間核查方法及核查或研制相應(yīng)的計量器具,開展試驗驗證及結(jié)果評價,1作為工業(yè)自動化和過程控制領(lǐng)域的重要儀器,流量類計量器具(以下簡稱流量計)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它們能夠精確測量液體、氣體或蒸汽在管道中流動的速度和量,為生產(chǎn)過程提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,流量計不僅幫助提高生產(chǎn)效率,還確保了過程的穩(wěn)定性、安全性和環(huán)境的可持續(xù)性。流量計的應(yīng)用不僅僅是單純的流量測量,它們在生產(chǎn)過程中的精確控制、資源管理、能源優(yōu)化等方面也發(fā)揮著越來越重要的作用。對于保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源利用率和減少能源浪費,流量計都起到了不可替代的根據(jù)測量原理的不同,流量計可分為機械式流量計和電子式流量計,如圖1所示。前者包括差壓流量計、腰輪流量計、轉(zhuǎn)子流量計、渦輪流量計,后者包括科式力流量計、熱式流量計、電磁流量計、渦街圖1流量計分類差壓流量計是一種利用流體流動產(chǎn)生的壓力差來測量流量的儀表。其應(yīng)用范圍廣泛,如工業(yè)生產(chǎn)中的流程控制、能源計量,水處理領(lǐng)域的水資源管理、2環(huán)境保護(hù),科研實驗的數(shù)據(jù)收集,航空航天中燃料監(jiān)控、環(huán)境控制,暖通空調(diào)的能效管理,食品飲料加工的質(zhì)量控制以及醫(yī)療設(shè)備的精確給藥。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高和新材料、新工藝的應(yīng)用,差壓流量計將繼續(xù)發(fā)揮重要作差壓流量計的結(jié)構(gòu)如圖2所示,主要由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管路、差壓計等部分組成。節(jié)流裝置是差壓流量計的核心部間,通常安裝在管道,用于產(chǎn)生局部導(dǎo)壓管路用于將節(jié)流裝置前后的壓力信號引出至差壓變送器或顯示儀表。這些管路需要保持密封,并且要避免過長或過短,以免影響測量精度。差壓計負(fù)責(zé)將流量所產(chǎn)生的壓力差轉(zhuǎn)換為電信號,便于后續(xù)的測量、計算和顯示。它是將圖2差壓流量計結(jié)構(gòu)示意圖流體介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時,由于節(jié)流裝置的開孔直徑要比管道內(nèi)徑小很多,導(dǎo)致其被節(jié)流裝置壓縮,所以流體介質(zhì)會被加速。流體介質(zhì)速度的增加又從而可以檢測到對應(yīng)的差壓信號。然后根據(jù)差壓信號、流體介質(zhì)的類型和管道的工作尺寸等因素來計算流量。具體來說,當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時,由于流動截面積的減小,流速會增加,根據(jù)伯努利方程,此時流體的靜壓力會降低。這種靜壓力的降低會在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生一個壓力差(或稱節(jié)流式流量計這個壓力差與流體的流量之間存在一定的關(guān)系。通過測量這個壓力差,并結(jié)合流體的性質(zhì)、節(jié)流裝置的幾何尺寸以及管道的工作條件,就可以計算出流體的流3圖3差壓流量計工作原理如圖3所示,管道左邊橫截面的截面積為A1,流體流經(jīng)左側(cè)截面時平均流速為V1,密度為ρ1;管道右邊橫截面的截面積為A2,當(dāng)流體流經(jīng)右側(cè)截面A1ρ1=V2A2ρ2(1)(2)(5)其中,A1=,A2=為管道內(nèi)徑,d為流量計開孔直徑,直徑比4(6)(7)(8)其中,ε為被測流體的可膨脹性系數(shù),是為了補償流體密度變化而引入的qv為流體的體積流量(m3/sρ1為工況條件下節(jié)流裝置的等效開孔直徑(m腰輪流量計是一種用于測量液體或氣體流量的容積式流量計,廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)的藥液配置和工藝過程監(jiān)控,航空航天領(lǐng)域的燃料監(jiān)控和環(huán)境控制,腰輪流量計的結(jié)構(gòu)如圖4所示,由腰輪、轉(zhuǎn)動軸、驅(qū)動齒輪、外殼及計量室組成。計量室是腰輪流量計的核心部分,通常由鋁合金或不銹鋼材質(zhì)制成。在腔體內(nèi),流體通過并驅(qū)動內(nèi)的齒輪或腰輪旋轉(zhuǎn),從而與流量成正比。計量腔內(nèi)的容積相對固定,因此流體流過時,流體的體積就與齒輪或腰輪的轉(zhuǎn)動次數(shù)相關(guān)。腰輪是計量腔內(nèi)部的一個重要零部件,通常有兩個互相嚙合的齒輪或彎流體的某個體積就通過了流量計,這個過程與流量直接成比例。轉(zhuǎn)動軸連接腰輪或齒輪,并通過轉(zhuǎn)動軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動計量裝置。它用于傳遞旋轉(zhuǎn)動力,并與其流體通過腰輪流量計時,會在進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差。這個壓力差是由于流體在管道中的流動受到阻礙而產(chǎn)生的,它與流體的流速、密度以及管它們在儀表殼體內(nèi)的計量室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)流體進(jìn)入計量室時,由于腰輪的特殊設(shè)計和排列方式,它會推動腰輪旋轉(zhuǎn)。隨著腰輪的旋轉(zhuǎn),流體被不斷地從入口推5向出口。在這個過程中,每旋轉(zhuǎn)一圈,腰輪就會排出一定體積的流體v是每個計量室的固定體積,由流量計的設(shè)計和制造決定。通過測量腰輪的旋轉(zhuǎn)次數(shù)和知道每個計量室的體積,就可以準(zhǔn)確地計算出通過腰輪流量計的流體圖4腰輪流量計結(jié)構(gòu)圖1:腰輪;2:轉(zhuǎn)動軸;3:驅(qū)動齒輪;4:外殼;5:計量室轉(zhuǎn)子流量計又稱浮子流量計,轉(zhuǎn)子流量計主要應(yīng)用于工業(yè)流程控制領(lǐng)域中的實時監(jiān)控和控制、精確測量,能源管理領(lǐng)域中的燃?xì)饬髁繙y量、能源輸送和監(jiān)測,環(huán)境監(jiān)測行業(yè)中的水資源管理、廢水處理,科學(xué)研究中的實驗室應(yīng)用、轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)如圖5所示,主要由錐形管、轉(zhuǎn)子、鏈接法蘭、刻度板、指示器、阻尼裝置調(diào)整螺絲組成。錐形管是流量計的主體部分,通常為透明材料制成,以便觀察內(nèi)部浮子的位置。錐形管的內(nèi)徑從下到上逐漸增大,形成一個錐形結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計使得流體在通過時能夠產(chǎn)生不同的流速和壓力差。轉(zhuǎn)子是一個輕質(zhì)的物體,可以在錐形管中自由移動。它通常由金屬或塑料制成,形這個法蘭確保了流量計與管道之間的密封性,防止流體泄漏。指示器用來顯示6流量讀數(shù),通常位于流量計的頂部或者側(cè)面。阻尼裝置用于減少轉(zhuǎn)子在流體中的振動和不穩(wěn)定運動,通常是彈簧或者其他機械結(jié)構(gòu)。此外,部分流量計還有圖5轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)當(dāng)流體向上流經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計時,流體推動轉(zhuǎn)子向上運動。此時,轉(zhuǎn)子受到的外力包括自身的重力G、轉(zhuǎn)子上下表面產(chǎn)生的差壓力F1以及轉(zhuǎn)子在流體中力F1和浮力F2的合力小于轉(zhuǎn)子本身的重力G時,轉(zhuǎn)子將下降,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和孔板間的圓環(huán)面積減小,圓環(huán)截面處流體流速上升,從而使差壓力F2變大,轉(zhuǎn)子上升。當(dāng)差壓力F1和浮力F2的合力于G相等時,轉(zhuǎn)子將穩(wěn)定的懸停在管體qv=αΠDf?tanφ+?2tan2)?(10)其中,α是轉(zhuǎn)子流量計的流量系數(shù),Df是轉(zhuǎn)子的最大直徑,Af是轉(zhuǎn)子迎流面積,vf是轉(zhuǎn)子體積,φ是孔板的錐角,ρ是流體介質(zhì)密度,Pf是轉(zhuǎn)子材料密7一般而言,孔板的錐角φ很小,通常在5°左右,?2tan2約為零,可將其忽略不計,所以體積流量為qv為qv=αΠDf?tanφ(11)渦輪流量計主要應(yīng)用于工業(yè)流量測量、能源管理行業(yè)的燃油管理系統(tǒng)、能源輸送和監(jiān)測,環(huán)境監(jiān)測的水資源管理、廢水處理,實驗室研究,醫(yī)療儀器,渦輪流量計的結(jié)構(gòu)如圖6所示,主要包括軸承、渦輪葉片、整流/導(dǎo)向、傳感器、顯示與輸出裝置等。軸承用來支撐渦輪轉(zhuǎn)子,減少摩擦損耗。渦輪葉片是渦輪流量計的核心部件之一,通過流體的動力推動渦輪旋轉(zhuǎn),將動能轉(zhuǎn)化為機械能,從而實現(xiàn)流量的測量,其設(shè)計直接決定了渦輪流量計的工作性能和準(zhǔn)確性。整流器安裝在渦輪前端,用于整流和穩(wěn)定流體流動,減少湍流對測量精度的影響。傳感器用于捕捉渦輪葉片的轉(zhuǎn)動,并根據(jù)左右在渦輪流量計渦輪上的力矩分析,其運動方程為=Tr?Trm?Trf?TrS(12)其中,J為渦輪的轉(zhuǎn)動慣量,ω為渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度,Tr為流體通過渦輪時對葉片產(chǎn)生的推動力矩,Trm為渦輪軸與軸承之間摩擦殘生的機械摩擦阻力矩,Trf為流體通過渦輪時對渦輪產(chǎn)生的流動阻力矩,Tre為電磁轉(zhuǎn)換器對渦輪產(chǎn)生的電磁阻力矩,由于該值通常較小,其影響可忽略。被測流體流量穩(wěn)定直接影響著渦輪流量計計量的準(zhǔn)確度。如果流體以恒定速度通過渦輪流量計,即流量穩(wěn)定、渦輪處于平衡狀態(tài),那么渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)角速度為定值,角加速度因此,從能量的角度來說,渦輪轉(zhuǎn)子在勻速旋轉(zhuǎn)時,流體消失的能量等于轉(zhuǎn)子克服各種阻力矩而付出的能量。此時,磁電轉(zhuǎn)換裝置檢測出渦輪葉片的旋8其中:Qv,in為渦輪流量計示值體積流量;f為檢測元件的脈沖輸出頻率;K為與數(shù)學(xué)模型有關(guān)的渦輪流量計儀表系數(shù);t為實驗所需時間;N為實驗時間內(nèi)渦輪流量計渦輪葉片發(fā)出的脈沖數(shù)。圖6渦輪流量計的結(jié)構(gòu)科里奧利質(zhì)量流量計也叫科氏力流量計,是一種直接式質(zhì)量流量計,可直接反映流體介質(zhì)的質(zhì)量流量值??评飱W利質(zhì)量流量計主要應(yīng)用于在石油化工、制藥、食品、精細(xì)化工、能源計量、科研實驗以及科里奧利質(zhì)量流量計的工作原理是指管線內(nèi)某一點位的流體物質(zhì)按一定速度運動時,當(dāng)其運動方向改變后,此點位的流體物質(zhì)仍有保持原有運動方向的趨勢,并產(chǎn)生一個力,這個力的大小根據(jù)物理定律與該流體物質(zhì)的質(zhì)量有正比關(guān)系。質(zhì)量流量是一種最理想、最準(zhǔn)確表示物質(zhì)的量的方法,過程控制大部分以質(zhì)量為基準(zhǔn),可測導(dǎo)電或非導(dǎo)電、非牛頓流體,如漿液等。讓測量管在一定范圍內(nèi)高速往復(fù)振動即可改變內(nèi)部介質(zhì)運行方向,同時經(jīng)測量同樣可產(chǎn)生科里奧利力,因而可通過測量克里奧利力對測量管作用后所產(chǎn)生的微型形變而測量科里奧利質(zhì)量流量計一般由振動管、轉(zhuǎn)換器和顯示器組成。振動管是流量計的測量管道,是流量計的核心組成部分,是一種非常敏感的元器件。它的形數(shù)量不同,但測量的基本原理相同。在石油化工行業(yè)的裝車棧臺大多采用U9圖7U形管質(zhì)量流量計U形管的兩個開口端固定,介質(zhì)流體由此入口流入和出口流出。U形管頂端裝有電磁激振裝置,用于驅(qū)動U形管,使其垂直于U形管所在平面的方向,以O(shè)-O為軸按固有頻率振動。U形管的振動迫使管中介質(zhì)流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運動;此時介質(zhì)流體將受到科氏力的作用,同時以反作用力作用于U形管。由于介質(zhì)流體在U形管兩側(cè)的流動方向相反,所以作用于U形管兩側(cè)的科氏力大小相等,方向相反;從而使U形管受到一個力矩的量流量確定。因此,測得這個變形量,即可測得管內(nèi)流體的質(zhì)量流量。科里奧Qm=FC×(Δt-Kn)×(1-FTC×TKn為傳感器在流量為零時的相差;FTC為常數(shù),即溫度變化100℃時由于流量管剛性變化而引起的流量百分比誤差;TD為測量質(zhì)量流量的測量主要采用科里奧利效應(yīng)實現(xiàn)的。以一定的速度流經(jīng)測量管時,振動的測量管會受到科氏力的影響,產(chǎn)生形變,從而導(dǎo)致測量管兩端產(chǎn)生相位差,并轉(zhuǎn)換成科氏力與質(zhì)量流量成比例關(guān)系。其優(yōu)點包括:能夠直接、在線、精確測量液體和氣體的質(zhì)量流量;液體測量的精度能夠高達(dá)±0.05%,氣體測量的精度能夠高達(dá)±0.35%;測量結(jié)果不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度、傳導(dǎo)無論工藝密度如何。其缺點包括:價格昂貴;許多型號受到振動影響;當(dāng)前技圖8質(zhì)量流量計原理與結(jié)構(gòu)用科里奧利流量計測量質(zhì)量流量基本上不受介質(zhì)密度的影響。但是,可以利用科里奧利流量計中使用的振蕩管的振動作用來獨立測量介質(zhì)密度。密度測量不是基于科里奧利效應(yīng),而是基于振動管效應(yīng)。除提供質(zhì)量流量的直接指示外,振蕩管系還通過跟蹤共振振蕩頻率,獨圖9介質(zhì)密度測量原理熱式流量計以其高精度、穩(wěn)定性和可靠性,在石油化工、能源管理、環(huán)境熱式流量計的結(jié)構(gòu)如圖10所示,熱式流量計采用雙傳感器結(jié)構(gòu),其中,位于流體上游的傳感器為測溫傳感器,用于測量流體的環(huán)境溫度,位于流體下游的傳感器為測速傳感器,是溫度傳感器和加熱器的集成體,用于測量測速傳感器自身的溫度。在進(jìn)行流量測量時,將測溫傳感器與測速傳感器放置于待測流體中,且兩者相距一定距離,從而確保兩傳感測速傳感器置于理想的封閉式熱力學(xué)環(huán)境中進(jìn)行流體測量時,根據(jù)傳熱學(xué)ck+φf(16)其中,φ代表外部電路給測速傳感器的熱量。φc代表通過熱對流傳遞的熱自然對流傳熱會起到一定的作用,但在大多數(shù)情況下,強迫對流傳熱是主要的傳熱方式。φk代表通過熱傳導(dǎo)傳遞的熱量,主要的熱傳導(dǎo)路徑是測速傳感器通過基座向支撐件傳遞熱量。不過在測速傳感器的設(shè)計過程中,通常會在傳感器與金屬支撐底座之間增加隔熱材料,從而降低該熱傳導(dǎo)效應(yīng)。?f為熱輻射傳遞的熱量,在實際測量時,測速傳感器與流體環(huán)境之間的溫差較小,因此輻射傳熱可以忽略。經(jīng)上述分析,測速傳感器與待測流體之間的熱量主要通過熱對φ=hA(Th-Te)(17)的表面積,即對于長度為l,直徑為d的圓柱形測速探頭,測速傳感器表面積為了能夠更加確切的了解對流換熱系數(shù)與測速探頭及待測流體物性參數(shù)之間的關(guān)系,根據(jù)傳熱的基本原理,引入努賽爾數(shù)(Nu)、普朗特數(shù)(Pr)和雷諾φ=Πl(fā)λfNu(Th-Te21)根據(jù)Kramers提出的對流傳熱公式,在一定條件下努塞爾數(shù)Nu可以表示Nu=0.42Pr0.2+0.57Pr0.33Re0.5(22)令k1=0.42Πl(fā)λfPr0.2k2=0.57Πl(fā)λfPr0.33(ρd/η)mTh-Te24)的測速傳感器和恒定溫度的被測流體,k1和k2反映此時被測流體熱導(dǎo)率 特數(shù)等物性參數(shù)綜合計算結(jié)果,可以視為常量,m速傳感器和待測流體間溫差的情況下,測速傳感器的傳熱效率與流體的流速之間具有明確的函數(shù)對應(yīng)關(guān)系。通過測速傳感器與流體之間換熱的快慢,即可計電磁流量計,也稱為磁流量計,已經(jīng)在工業(yè)中廣泛使用了超過40年,是第一種無活動部件和零壓降的現(xiàn)代流量計。電磁流量計以其高精度、穩(wěn)定性和可靠性,在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)灌溉以及醫(yī)療設(shè)備等多個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。電磁流量計的結(jié)構(gòu)及原理如11所示。電磁流量計的結(jié)構(gòu)主要包括傳感器、轉(zhuǎn)換器、殼體、導(dǎo)管、電極、磁路系統(tǒng)和襯里等部分。傳感器是電磁流量計的核心組成部分,傳感器利用法拉第的電磁感應(yīng)定律,通過測量導(dǎo)電液體在磁場中運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢來確定流速和流量,將流經(jīng)介質(zhì)的流量轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢。轉(zhuǎn)換器的作用是將傳感器檢測到的微弱感應(yīng)電勢信號放大并轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(如4-20mA)進(jìn)行輸出顯示或控制?,F(xiàn)代轉(zhuǎn)換器采用先進(jìn)的微處理器和表面貼裝技術(shù),具有自檢和自診斷功能,提高了測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。殼體通常由鐵磁材料制成,作為勵磁線圈的外罩,隔離外部環(huán)境干擾,保證電磁流量計磁場的正常工作狀態(tài)。導(dǎo)管是流體通過的路徑,必須采用電極安裝在管道內(nèi),與導(dǎo)電液體直接接觸,用于提取與測量成比例的感應(yīng)電勢信號。電極通常由非磁性材料制成,且與襯里齊平,以防流體流動受阻。電極通常由非磁性材料制成,且與襯里齊平,以防流體流動受阻。襯里位于測量管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上,直接接觸被測液體,增加導(dǎo)管的耐腐蝕性,防止感應(yīng)電位因金屬壁短路。襯里材料通常是聚四氟乙烯塑料、陶瓷等,具有良好的耐電磁流量計的原理基于法拉第感應(yīng)定律,該定律指出,移動,導(dǎo)體中會感應(yīng)出與導(dǎo)體速度成正比的電壓。這樣兩個與流體直接接觸的點電極上會產(chǎn)生電磁感應(yīng)電動勢,當(dāng)忽略感應(yīng)電勢的正負(fù),只考慮其絕對值A(chǔ)為磁通量變化的面積,m2;圖11電磁流量計原理及結(jié)構(gòu)圖電磁流量計有固有的局限:1)只能測量導(dǎo)電介質(zhì)。電導(dǎo)率限制條件б≥1~5μS/cm(水>20μS/cm)不能測量非導(dǎo)電介質(zhì),如氣體,油類,如介質(zhì)含有大量氣體,產(chǎn)生測量嚴(yán)重波動。2)必須存在磁場,且需避免外界磁場干擾。勵磁電流流經(jīng)測量管上下勵磁線圈產(chǎn)生磁場。勵磁線圈斷路,流量計不工作,勵磁電流穩(wěn)定性直接影響儀表測量,測量管必須為非導(dǎo)磁材料,保證磁場穿過量。電磁流量計實際測量介質(zhì)的流速(它是速度式流量計流速太低是無法測量的。4)電極污染與腐蝕,勵磁線圈開路等問題多發(fā)。實際測量值為流體渦街流量計以其高精度、穩(wěn)定性和可靠性,在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)灌溉以及醫(yī)療設(shè)備等多個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。渦街流量計的結(jié)構(gòu)如圖12所示,其結(jié)構(gòu)包括漩渦發(fā)生體、儀表表體、檢測元件和轉(zhuǎn)換器。旋渦發(fā)生體是渦街流量計的核心部件,其形狀和幾何參數(shù)直接影響到流量測量的精度和穩(wěn)定性。常見的旋渦發(fā)生體形狀有圓柱形、三角形、矩形等。在流體流經(jīng)時,會在旋渦發(fā)生體下游產(chǎn)生規(guī)律性的旋渦,即卡門渦街。儀表表體作為渦街流量計的外殼,不僅支撐和保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu),還確保了流體流動的穩(wěn)定性和連續(xù)性。表體內(nèi)部設(shè)計有進(jìn)口和出口,中間是一個環(huán)形空腔,供流體通過。檢測元件負(fù)責(zé)捕捉旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的旋渦信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行傳輸和處理。這些技術(shù)包括熱敏、應(yīng)變、應(yīng)力、電容、超聲、光電和電磁等。轉(zhuǎn)換器將檢測元件捕獲的旋渦信號進(jìn)行放大、濾波和整形處理,然后轉(zhuǎn)換成脈沖信號或兩線制圖12渦街流量計的結(jié)構(gòu)及原理渦街流量計利用流體振動進(jìn)行流量測量,它工作的基本原理是:在與被測爾曼渦街,如圖12所示。當(dāng)旋渦發(fā)生體右(或左)下方產(chǎn)生一個旋渦后,在旋渦發(fā)生體上產(chǎn)生一個升力。在旋渦發(fā)生體內(nèi)部安裝應(yīng)力式壓電檢出器,可以將作用在旋渦發(fā)生體上的升力轉(zhuǎn)換為電荷信號。電荷的變化頻率與旋渦的脫離頻率一致。通過檢測壓電傳感器輸出信號的變化頻率,就可以得到旋渦的分離在管道平均流速為U的流動條件下,旋渦脫落頻率f與流經(jīng)發(fā)生體兩側(cè)的(27)設(shè)測量管道內(nèi)直徑為D,發(fā)生體兩側(cè)弓形流通面積之和與測量管道的橫M=1-(28)(29)(30)對于確定的測量管內(nèi)徑D和發(fā)生體迎流面寬度d,流體體積流量qv與旋渦頻率f成正比。也就是說,只要測量出旋渦頻率f,就可測量出體積流量。(32)其中,K為渦街流量計儀表系數(shù),用渦街流量計測量流體的體積流量,主要是通過測量旋渦頻率f來實現(xiàn)。而旋渦頻率f只與流速U和發(fā)生體的幾何參超聲波流量計是一種利用超聲波技術(shù)來測量流體(包括液體和氣體)流量的儀表。超聲波流量計的應(yīng)用非常廣泛,包括醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)過程控制、石油和天然氣行業(yè)、水處理和供水系統(tǒng)、化工行業(yè)、食品和飲料行業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、市政行業(yè)、水利水電行業(yè)、商業(yè)計量。它的結(jié)構(gòu)主要包括換能器、轉(zhuǎn)換器、信號處理器和顯示器等部分。換能器是超聲波流量計的核心部件,它負(fù)責(zé)當(dāng)施加電壓時,壓電陶瓷片會產(chǎn)生機械振動,從而產(chǎn)生超聲波信號;反之,當(dāng)接收到超聲波信號時,壓電陶瓷片會產(chǎn)生電壓信號。轉(zhuǎn)換器的主要功能是將換能器產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。這一過程對于后續(xù)的信號處理和分析至關(guān)重要,因為它使得信號能夠被計算機或其他數(shù)字設(shè)備識別和處理。信號處理同時,信號處理器還可以根據(jù)預(yù)設(shè)的算法計算流體流速、流量等參數(shù),并將結(jié)果顯示在顯示器上。顯示器用于顯示流體的流速、流量等參數(shù)。這些參數(shù)對于用戶了解流體流動狀態(tài)、監(jiān)控生產(chǎn)過程以及進(jìn)行數(shù)據(jù)根據(jù)信號檢測方式和流量計算模型的不同,超聲波測量方法可分為:傳播傳播速度差法也稱為時差法或傳播時間法,一種利用超聲波在流體中傳播速度的變化來測量流體流速和流量的技術(shù)。當(dāng)超聲波在流動的流體中傳播時,其順流方向的傳播速度會比逆流方向快。這種速度差異與流體的流速成正比。給排水等領(lǐng)域,用于測量不同工況下的體積流量。傳播速度差法是一種基于超聲波傳播速度變化來測量流體流速和流量的有效技術(shù),具有非接觸、無壓力損裝于管道一側(cè)的換能器發(fā)射的超聲波垂直于流體流動方向,流體的流動使波束產(chǎn)生偏移,利用偏移量確定流量。當(dāng)超聲波束與流動方向垂直時,其偏移更加明顯。通過接收換能器所接收的波束強度的差值多普勒法是一種利用多普勒效應(yīng)來測量流體速度和流量的非接觸式流量測量技術(shù)。多普勒效應(yīng)是指當(dāng)聲源與觀測者相對運動時,觀測者接收到的聲波頻率會發(fā)生變化。在超聲波流量計中,當(dāng)超聲波通過流體中的顆?;驓馀輹r,如果這些顆?;驓馀菥哂兴俣?,那么反射回來的超聲波頻率將發(fā)生變化,這種變互相關(guān)法是一種先進(jìn)的流量測量技術(shù),它基于超聲波互相關(guān)原理來精確測量流體的流速和流量。通過計算管道中流體靜止時和流動時超聲波接收信號的渦街頻率法是一種基于渦街原理和超聲波技術(shù)的流量測量方法。當(dāng)流體流經(jīng)管道中的擾流桿時,會在其下游形成有序的雙排渦列,即渦街。這些渦街旋渦的頻率與流體的流速成正比。當(dāng)超聲波穿過這些渦街旋渦時,會受到旋渦的干擾,導(dǎo)致超聲波信號發(fā)生二次調(diào)制。這種調(diào)制的頻率幅度與流速有關(guān),流速越快,旋渦發(fā)生越強烈,調(diào)制頻率幅度越高。通過電路對接收到的超聲波信號進(jìn)行解調(diào),提取出包絡(luò)線的頻率,即可間接求出介質(zhì)煙加工過程關(guān)鍵流量類計量器具主要包括液體流量計和氣體流量計,其中液體流量計包括電磁流量計和質(zhì)量流量計,氣體流量計主要是渦街流量計。電磁流量計和質(zhì)量流量計均可用于介質(zhì)水、香料、香精的流量計量,渦街流量計主要用于蒸汽的流量計量。根據(jù)各個卷煙廠的流量計使用情況,編制出煙草行業(yè)卷量計量器具實際配置情況整理出來的,與行業(yè)其他卷煙廠相比,僅生產(chǎn)廠家、量流量計、電磁流量計和渦街流量計。因此,本報告將圍繞這三種流量計開展表1制絲階段關(guān)鍵流量類計量器具(以某卷煙廠為例)序號1C//2C±1.0%/3機B例/4機C//5機后C±1.0%//6機B例/7C±1.0%/8C/9理C數(shù)(0~±0.15%/量C數(shù)±1.0%//機B例/量B行//量B行//水B行//計計C±0.75%/計計B例//B暫////計C±0.75%//C±0.75%//C±0.75%//力B//計計C±1.0%//隨著科技進(jìn)步,流量測量也得到快速發(fā)展。與此同時,對流量測量精度的要求也越來越高,其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大。因此,國內(nèi)外高校及科研院所對流成都電子科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)智能芯片與系統(tǒng)團(tuán)隊還將人工智能芯片與電磁流量計結(jié)合,采用軟硬件智能處理技術(shù),成功制備了一款配置人工智能芯片的插入式電磁流量計[1]。這一創(chuàng)新顯著提升了電磁流量計的測量精度、響應(yīng)速度和整體性能。該研究成果不僅在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,還為工業(yè)流量計量檢測技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新的解決方案,具有重要的應(yīng)用價值。這一技術(shù)的應(yīng)用將此外,對于電磁流量計的在線檢測,國內(nèi)外也進(jìn)行了大量的研究。丁逸倫等使用外夾式超聲波流量計作為標(biāo)準(zhǔn)表對電磁流量計進(jìn)行在線檢測的方法,分析了使用該方法過程中對測量結(jié)果的影響量,設(shè)計并制作了一種基于磁阻掃作為質(zhì)量流量計中的佼佼者,科里奧利質(zhì)量流量計在國內(nèi)外制造業(yè)具有廣安裝環(huán)境要求低,維修率低、多參數(shù)測量等[3]。也正是由于這些無可比擬的優(yōu) 點,科式質(zhì)量流量計也受到更多的關(guān)注與研究。正如前文所述,科式質(zhì)量流量計是根據(jù)不同液體密度不同導(dǎo)致管道振動的固有頻率不同來計算流量,流量管模擬驅(qū)動系統(tǒng)利用模擬信號控制驅(qū)動器,使測量管產(chǎn)生特定振動,從而生成科里奧利力以測量流量。模擬驅(qū)動系統(tǒng)簡單、成本較低,適合基礎(chǔ)流量測量應(yīng)用,尤其是對抗干擾要求較低的場合。然而其精度和穩(wěn)定性較低,受環(huán)境噪聲和溫度等因素影響較大,通常不適合高精度或復(fù)雜環(huán)境下的測量,適合一些預(yù)算有限或不要求高精度的應(yīng)用場景。針對模擬驅(qū)動系統(tǒng)的弊端,國內(nèi)外也進(jìn)行了較多的研究。合肥工業(yè)大學(xué)方正余等針對單端驅(qū)動方式的不足,提出差分驅(qū)動方式,增強驅(qū)動能量,增大了兩相流發(fā)生時流量管的振動幅度[4]。實驗結(jié)果表明,在單相水流量下測量精度為0.1級,重復(fù)性誤差小于0.03%。侯山山等采用集成芯片組成自動增益電路,改進(jìn)模擬驅(qū)動電路,輸出幅值穩(wěn)定信號,并創(chuàng)新性加入變電壓信號控制電路,使流量計驅(qū)動信號隨傳感器輸出信號增大而減小,達(dá)到使流量計快速穩(wěn)幅起振[5]。通過對所研發(fā)試驗級驅(qū)動電路進(jìn)行仿真分析與實際測試,結(jié)果表明,該驅(qū)動電路驅(qū)動信號穩(wěn)定且起振速度比現(xiàn)階段相較于模擬驅(qū)動系統(tǒng),數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)增加了數(shù)字信號處理和控制單元,能夠?qū)崟r反饋和調(diào)節(jié)驅(qū)動頻率與振幅,從而提高測量的精度和穩(wěn)定性。數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)的主要優(yōu)點包括高精度、快速響應(yīng)、抗干擾能力強和適應(yīng)性強。由于可以實時調(diào)整驅(qū)動信號,這種系統(tǒng)在多變的工況下表現(xiàn)出色。數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于化工、食品加工、石油、氣體測量等領(lǐng)域,特別是在對流量測量精度要求較高的場合。北京航空大學(xué)樊尚春課題組將DSP應(yīng)用于科式質(zhì)量流量計的信號處理、解算,借助DSP芯片的運算能力對信號深入分析處理,從而解算出相位差的計算精度較低。M.Zamora等采用FPGA數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng),顯著提高了系統(tǒng)的靈活性、精度和實時性[7]。FPGA作為系統(tǒng)的核心,其并行處理能力使其非常適合處理復(fù)雜的信號和控制任務(wù),負(fù)責(zé)數(shù)字信號的生成、處理和控制。FPGA數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)通過其高度的可編程性和實時處理能力,為科氏質(zhì)量流量計的應(yīng)用提供了強大的技術(shù)支持,顯著提升了流量測量的性能然而,雖然有許多科研工作者對全數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究,但是由于全數(shù)字驅(qū)動技術(shù)復(fù)雜,實現(xiàn)困難,并且針對不同的應(yīng)用場合需要不同的技術(shù)方案及關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié),距離實際生產(chǎn)仍有較大的差距[8]。張浩等利用模擬驅(qū)動電路頻率無偏跟蹤特性,結(jié)合數(shù)字驅(qū)動電路控制靈活的特點,設(shè)計出了一種高精度的科氏流量計數(shù)?;旌向?qū)動系統(tǒng)[9]。結(jié)果表明,證明該系統(tǒng)具有模擬驅(qū)動系統(tǒng)和數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)的主要優(yōu)點,跟蹤精度和測量精度都得到了很大提高,達(dá)到了部分研究工作者在科氏質(zhì)量流量計的智能化和微型化方面進(jìn)行了一系列創(chuàng)性增強等,這些改進(jìn)使得科氏質(zhì)量流量計在工業(yè)自動化、能源管理和環(huán)境監(jiān)測渦街流量計因其無可動部件、結(jié)構(gòu)可靠、精度高和壓力損失小等特點,在臨量程窄、精度低及易受干擾等問題。此外,與國外先進(jìn)技術(shù)相比,渦街流量計在自適應(yīng)數(shù)字化處理手段上相對缺乏,亟需即管道存在強振動干擾時,常規(guī)的信號處理算法會優(yōu)先提取振動噪聲的頻率為流量信號的頻率,導(dǎo)致測量錯誤,嚴(yán)重制約了渦街流量計的進(jìn)一步發(fā)展。中南然而,他們并未提出有效的排除管道振動干擾的方法。此外,當(dāng)振動信號的能量與渦街信號相近時,這些方法的實際可行性仍需進(jìn)一步驗證。江蘇偉屹電子 先,加速度傳感器將振動干擾轉(zhuǎn)化為電信號,并處理后確定其頻率。接著,可調(diào)陷波器的陷波頻率設(shè)置為該振動干擾頻率,以濾除干擾信號。然而,當(dāng)振動振動干擾的諧波頻率多樣化,使得加速度傳感器難以精確識別陷波頻率,增加重慶川儀自動化股份有限公司通過選用微功耗集成電路芯片,并采用LC無源濾波、抗浪涌、溫壓分時復(fù)用以及模擬信號處理電路優(yōu)化等技術(shù),渦街流 積流量實現(xiàn)了更精準(zhǔn)的測量,從而提高了設(shè)備的整體性能和可靠性。上海大學(xué) 通過仿真和實際流量實驗驗證其有效性,并與其他方法進(jìn)行了比較。實驗結(jié)果顯示,該方法具備自適應(yīng)濾波、更強的抗干擾能力及更快的濾波速度,顯著提升了信號處理的精確度和效率。北京工業(yè)大學(xué)采用仿真實驗計算渦街流量計渦現(xiàn)出不同特性,導(dǎo)致低流速時測量精度較低。通過曲線擬合得到了渦街頻率與渦街系數(shù)的關(guān)系,進(jìn)而利用擬合曲線與平均系數(shù)進(jìn)行流速計算。結(jié)果表明,經(jīng)過曲線擬合后得到的流體流速更加精確,從而提在煙草行業(yè),流量計在制絲線加香加料環(huán)節(jié)中具有重要作用,受到了廣泛關(guān)注。質(zhì)量流量計參與香精香料的摻配精度控制,如果計量不準(zhǔn),將會造成加入煙絲中的香精香料達(dá)不到精度要求,直接影響到卷煙產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。而傳統(tǒng)的流量計校準(zhǔn)方法是從管線上將流量計拆卸送至實驗室,在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行離線校準(zhǔn)。傳統(tǒng)的方法不僅操作麻煩,并且影響生產(chǎn)。因此,對于流量計為解決加料過程中瞬時精度波動大的問題,陳貴武等人排查、分析精度波張喆通過管路重設(shè)計、重新選定并安裝流量計、由PID控制改為模糊自適應(yīng)煙制絲加香加料系統(tǒng)誤差偏高的問題[17]。為實現(xiàn)對卷煙紙均勻穩(wěn)定施膠,熊安言對ZJ17卷煙機卷煙紙施膠系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計,在其膠缸和噴膠嘴之間依次加裝齒輪泵和質(zhì)量流量計,并通過PLC控制器控制驅(qū)動齒輪泵的伺服電機,道布置、流量計選型、加香泵選型、管接頭設(shè)計、軟件和程序設(shè)計等方面設(shè)計高精度加香系統(tǒng),通過流量和溫度閉環(huán)控制,實現(xiàn)集自動控制、集中操作、數(shù)據(jù)采集、故障分析診斷等一體的集控系統(tǒng),加香批次計量精度穩(wěn)定在0.35%以內(nèi),瞬時精度控制在0.5%以下[19]。袁朝輝針對不同物料的特點,分別采用質(zhì)量流量計、電磁流量計和電子秤實現(xiàn)物料的計量;通過PLC控制系統(tǒng)和上位機管理系統(tǒng),達(dá)到提高配制精度的目的[20]。為了實現(xiàn)流量計的現(xiàn)場計量,行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員研發(fā)了流量計快速比對等試驗裝置。鞏緒雄等人設(shè)計了一套煙草制絲線在線質(zhì)量流量計快速比對系統(tǒng),校準(zhǔn)裝置,對制絲線流量計進(jìn)行在線定期校準(zhǔn)和過程控制,保證流量計的精確度,對重要測量儀器做好了風(fēng)險防控,從而確保了加香、加料的比例精度[22]。由于在線校準(zhǔn)裝置中有標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量計,使得該裝置校準(zhǔn)雙重功能。因此,在線計量校準(zhǔn)也逐漸成為煙草行業(yè)質(zhì)量流量計計量技術(shù)項目組進(jìn)行了全面、詳細(xì)的文獻(xiàn)資料調(diào)研,收集并研究了相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、前,有關(guān)流量計的現(xiàn)行有效國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、計量技術(shù)規(guī)范和相關(guān)行業(yè)標(biāo)表2流量計現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)序號標(biāo)準(zhǔn)名稱1GB/T25922-2023《封閉管道中流體流量的測量用安裝在充滿流體的圓形截面管道中的渦街流量計測量流量》2GB/T20728-2021《封閉管道中流體流量的測量科里奧利流量計的選型、安裝和使用指南》3GB/T18659-2023《封閉管道中流體流量的測量電磁流量計使用指南》4GB/T18604-2023《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》5GB/T21391-2022《用氣體渦輪流量計測量天然氣流量》6GB/T36989-2018《用超聲流量計測量液態(tài)烴流量》7GB/T36242-2018《燃?xì)饬髁坑嬻w積修正儀》8GB/T36241-2018《氣體旋進(jìn)旋渦流量計》9GB/T35138-2017《封閉管道中流體流量的測量渡越時間法液體超聲流量計》GB/Z34603-2017《氣體滅火系統(tǒng)預(yù)設(shè)計流量計算方法及驗證試驗》GB/T34166-2017《用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計測量天然氣流量》GB/T34041.2-2017《封閉管道中流體流量的測量氣體超聲流量計第2部分:工業(yè)測量用氣體超聲流量計》GB/T34041.1-2017《封閉管道中流體流量的測量氣體超聲流量計第1部分:貿(mào)易交接和分輸計量用氣體超聲流量計》系列標(biāo)準(zhǔn)GB/T17286.2-2016《液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統(tǒng)》GB/T32201-2015《氣體流量計》GB/T31130-2014《科里奧利質(zhì)量流量計》GB/T9109.2-2014《石油和液體石油產(chǎn)品動態(tài)計量第2部分:流量計安裝技術(shù)要GB/T30500-2014《氣體超聲流量計使用中檢驗聲速檢驗法》GB/T18604-2014《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》GB/T28848-2012《智能氣體流量計》GB/T17286.3-2010《液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統(tǒng)第3部分:脈沖插入技術(shù)》GB/T17289-2009《液態(tài)烴體積測量渦輪流量計計量系統(tǒng)》GB/T17288-2009《液態(tài)烴體積測量容積式流量計計量系統(tǒng)》GB/T9248-2008《不可壓縮流體流量計性能評定方法》GB/T22133-2008《流體流量測量流量計性能表述方法》GB/T21446-2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量》GB/T20727-2006《封閉管道中流體流量的測量熱式質(zhì)量流量計》GB/T17286.4-2006《液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統(tǒng)第4部分:體積管操作人員指南》GB/T18940-2003《封閉管道中氣體流量的測量渦輪流量計》GB/T35065.2-2023《濕天然氣流量測量第2部分:流量計測試和評價方法》GB30439.5-2013《工業(yè)自動化產(chǎn)品安全要求第5部分:流量計的安全要求》GB/T29815-2013《基于HART協(xié)議的電磁流量計通用技術(shù)條件》GB/T29818-2013《基于HART協(xié)議的質(zhì)量流量計通用技術(shù)條件》表3流量計現(xiàn)行有效的地方標(biāo)準(zhǔn)序號地方標(biāo)準(zhǔn)名稱1開封DB4102/T011-2020《氣體渦輪流量計安裝施工要求》2開封DB4102/T010-2020《氣體羅茨流量計安裝施工要求》3開封DB4102/T009-2020《氣體超聲波流量計安裝施工要求》4廣州DB4401/T70—2020《成品油流量計在線校準(zhǔn)方法》,5安徽DB34/T3187-2018《煤礦在用瓦斯抽采系統(tǒng)流量計孔板校準(zhǔn)方法》6福建DB35/T1538-2015《天然氣用超聲流量計遠(yuǎn)程在線診斷及檢驗方法》7安徽DB34/T2126-2014《腰輪流量計》8安徽DB34/T2125-2014《橢圓齒輪流量計》9重慶DB50/T541-2014《濕式氣體流量計》重慶DB50/T540-2014《微電子熱質(zhì)燃?xì)饬髁坑嫛繁?流量計現(xiàn)行有效的技術(shù)規(guī)范序號規(guī)范類型標(biāo)準(zhǔn)名稱1型評大綱JJF2111-2024《氣體容積式流量計型式評價大綱》2檢定規(guī)程JJG633-2024《氣體容積式流量計》3計量技術(shù)規(guī)范JJF2033-2023《孔口流量計校準(zhǔn)規(guī)范》4計量技術(shù)規(guī)范JJF1708-2018《標(biāo)準(zhǔn)表法科里奧利質(zhì)量流量計在線校準(zhǔn)規(guī)范》5計量技術(shù)規(guī)范JJF1627-2017《皂膜流量計法標(biāo)準(zhǔn)漏孔校準(zhǔn)規(guī)范》6檢定系統(tǒng)表JJG2064-2017《氣體流量計量器具》7檢定規(guī)程JJG1132-2017《熱式氣體質(zhì)量流量計》8型評大綱JJF1623-2017《熱式氣體質(zhì)量流量計型式評價大綱》9檢定規(guī)程JJG640-2016《差壓式流量計》型評大綱JJF1589-2016《浮子流量計型式評價大綱》型評大綱JJF1591-2016《科里奧利質(zhì)量流量計型式評價大綱》型評大綱JJF1590-2016《差壓式流量計型式評價大綱》檢定規(guī)程JJG1121-2015《旋進(jìn)旋渦流量計》型評大綱JJF1554-2015《旋進(jìn)旋渦流量計型式評價大綱》型評大綱JJF1510-2015《靶式流量計型式評價大綱》計量技術(shù)規(guī)范JJF1357-2012《濕式氣體流量計校準(zhǔn)規(guī)范》計量技術(shù)規(guī)范《非實流法校準(zhǔn)DN1000~DN15000液體超聲流量計校準(zhǔn)規(guī)范》檢定規(guī)程JJG667-2010《液體容積式流量計》檢定規(guī)程JJG461-2010《靶式流量計》檢定規(guī)程JJG1037-2008《渦輪流量計》檢定規(guī)程JJG1038-2008《科里奧利質(zhì)量流量計》檢定系統(tǒng)表JJG2063-2007《液體流量計量器具》檢定規(guī)程JJG1033-2007《電磁流量計》檢定規(guī)程JJG257-2007《浮子流量計》檢定規(guī)程JJG1029-2007《渦街流量計》檢定規(guī)程JJG1030-2007《超聲流量計》檢定規(guī)程JJG586-2006《皂膜流量計》計量技術(shù)規(guī)范JJF1004-2004《流量計量名詞術(shù)語及定義》檢定規(guī)程JJG711-1990《明渠堰槽流量計(試行)》表5流量計現(xiàn)行有效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)序號行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)名稱1機械行業(yè)JB/T14241-2022《一體式閥式孔板流量計》2JB/T14240-2022《三轉(zhuǎn)子流量計》3JB/T13391-2018《螺旋雙轉(zhuǎn)子流量計》4JB/T12959-2016《液體腰輪流量計》5JB/T9255-2015《玻璃轉(zhuǎn)子流量計》6JB/T9249-2015《渦街流量計》7JB/T9248-2015《電磁流量計》8JB/T9242-2015《液體容積式流量計通用技術(shù)條件》9JB/T7385-2015《氣體腰輪流量計》JB/T6844-2015《金屬管浮子流量計》JB/T12021.2-2014《智能儀表可靠性試驗與評估第2部分:智能渦街流量計可靠性試驗與評估》JB/T11929-2014《流量計量式間隙液體添加系統(tǒng)》JB/T9247-1999《分流旋翼式蒸汽流量計》石油天然氣行業(yè)SY/T6660-2021《用旋轉(zhuǎn)容積式氣體流量計測量天然氣流量》SY/T6658-2021《用旋進(jìn)旋渦流量計測量天然氣流量》SY/T7552-2020《天然氣貿(mào)易計量用流量計選用指南》SY/T6890-2020《流量計運行維護(hù)規(guī)程》SY/T7551-2019《用槽道式流量計測量天然氣流量》SY/T7441-2019《水下多相流量計設(shè)計、測試和操作推薦做法》SY/T5671-2018《石油和液體石油產(chǎn)品流量計交接計量規(guī)程》SY/T7384-2017《油氣水多項流量計校準(zhǔn)方法》SY/T6659-2016《用科里奧利質(zhì)量流量計測量天然氣流量》SY/T6999-2014《用移動式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在線檢定流量計的一般要SY/T6890.1-2012《流量計運行維護(hù)規(guī)程第1部分:液體容積式流量計》SY/T6682-2007《用科里奧利流量計測量液態(tài)烴流量》SY/T6675-2007《井下流量計校準(zhǔn)方法》SY/T6143-2004《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量》環(huán)境保護(hù)行業(yè)HJ15-2019《超聲波明渠污水流量計技術(shù)要求及檢測方法》,HJ/T368-2007《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求標(biāo)定總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計技術(shù)要求及檢測方法》,HJ/T367-2007《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求電磁管道流量計》,HJ/T366-2007《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求超聲波管道流量計》,HJ/T15-2007《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求超聲波明渠污水流量計》水利行業(yè)SL/T004-2015《明渠堰槽流量計計量檢定規(guī)程》出入境檢驗檢疫SN/T4885.2-2017《進(jìn)出口商品流量計計重規(guī)程第2部分:石油和液體石油產(chǎn)品科里奧利流量計計重》能源行業(yè)NB/T35091-2016《水電工程生態(tài)流量計算規(guī)范》建材行業(yè)JC/T916-2014《建材工業(yè)用滑槽式固體流量計》化工行業(yè)HG/T4598-2014《化工用靶式流量計》城鎮(zhèn)建設(shè)CJ/T364-2011管道式電磁流量計在線校準(zhǔn)要求》CJ/T334-2010《集成電路(IC)卡燃?xì)饬髁坑嫛?0CJ/T122-2000《超聲多普勒流量計》41CJ/T3063-1997《給排水用超聲流量計》42CJ/T3054.1-1995《水量計量儀表-均速管流量計》技術(shù)規(guī)范主要包括:GB/T31130-2014《科里奧利質(zhì)量流量計》、GB/T20728-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范包括JJF1708-2018《標(biāo)準(zhǔn)表法科里奧利質(zhì)量流量計在線校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF1591-2016《科里奧利質(zhì)量流量計型式評價大綱》以及JJG現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)和計量技術(shù)規(guī)范主要包括:GB/T25922為了對卷煙加工過程流量類計量器具進(jìn)行更深入的研究,項目組分別對三類流量計進(jìn)行了調(diào)研,分析相關(guān)流量計的選型配置,參考現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn),提出科里奧利質(zhì)量流量計是目前行業(yè)內(nèi)最常用的質(zhì)量流量計,具有高精度、高選型時宜根據(jù)所需的流量測量范圍和不確定度選擇科里奧利質(zhì)量流量計不受流體的密度、溫度、壓力、粘度等因素變化的影響,適用于多種流體的測量,包括液體(如汽油、柴油、原油等石油及其衍生沙拉醬等)、氣體(如天然氣、液化氣、氮氣、氧氣、煤氣、乙炔、氬氣、壓縮空氣、二氧化碳、沼氣、氯氣、甲烷等)及多相流體(如氣液兩相流、液固b)被測流體的溫度范圍:科里奧利質(zhì)量流量計的操作壓力通常需要根據(jù)液體的性質(zhì)來調(diào)整。例如:水和常見溶液:水在常溫下的飽和蒸氣壓大約為0.03bar。因此,避免閃蒸或空化的操作壓力通常需要大于0.03bar,并最好保證流體的操作壓力大約高出飽和蒸氣壓1bar以上,尤其是在高流速情況下。低沸點液體(如液氮、液氨等這些液體的沸點遠(yuǎn)低于常溫,因此它們的飽和蒸氣壓較高。液氮的飽和一般來說,科里奧利質(zhì)量流量計的允許壓力損失大致在0.1bar到5bar之間,具體取決于流量計的尺寸、應(yīng)用類型以及流體特性。例如:小型流量計的壓力損失通常較低,一般為0.1bar到2bar。大型流量計或高流量應(yīng)用中,壓力損失可能會更高,通??梢猿惺?bar到5bar甚至更高。更高,但具體的適用范圍依賴于流量計的設(shè)計與流體的特性。例如,輕油的黏為了確保流量計的正常工作并防止閃蒸和空化現(xiàn)象,需要保證被測流體的壓力高于其飽和蒸氣壓。在進(jìn)行流量計的檢定時,推薦背壓為最大流量時流量計壓科里奧利質(zhì)量流量計通過在流量計內(nèi)部安裝兩個方向相反的傳感器來實現(xiàn)j)連續(xù)、間歇或波動:在連續(xù)流動的工況下,科氏流量計能夠提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的流量測量。由于其測量原理與流體的物理性質(zhì)(如溫度、壓力、密度等)關(guān)系不大,因此能夠在較寬的流量范圍內(nèi)保持較高的測量精度。對于間歇流動的工況,科氏流量計同樣適用。無論是啟動、停止還是流量變化,科氏流量計都能夠快速響應(yīng)并準(zhǔn)確測量。在波動較大的工況下,科氏流量計也能夠保持較高的測量穩(wěn)定性。其獨特的測量原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計使得它能夠抵御外部干擾和振動的影響,確保測量k)被測流體的腐蝕性及腐蝕性附加物質(zhì)(腐蝕性雜質(zhì)或污染物,以及雜質(zhì)腐蝕性流體會對流量計的材料造成損害,因此需要選擇能夠抵抗腐蝕的材料。常見的耐腐蝕材料包括不銹鋼、哈氏合金、鈦等。如果流體中含有腐蝕性目前現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)主要是GB/T20728-2021《封閉管道中流體流量型結(jié)構(gòu),闡述了相關(guān)術(shù)語,并且描述了試驗步驟、技術(shù)規(guī)范、應(yīng)用說明和確定性能特征的公式,規(guī)定了檢驗、認(rèn)證和設(shè)備溯源等方面的要求,提供了涉及流針對流量計的性能指標(biāo)要求,目前現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T還有相關(guān)的計量檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范。JJF1708-2018《標(biāo)準(zhǔn)表法科里奧利質(zhì)量流量計在線校準(zhǔn)規(guī)范》適用于在封閉管道中測滿管液體介質(zhì)的DN50~DN300于科里奧利質(zhì)量流量計(以下簡稱為流量計)的型式評價、首次檢定后續(xù)檢定和使用中檢驗。JJF1591-2016《科里奧利質(zhì)量流量計型式評價大綱》介紹了質(zhì)量基于上述現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)及計量技術(shù)規(guī)范,提出了相關(guān)技術(shù)指標(biāo)或要求以表格形式進(jìn)行匯總,并對該指標(biāo)與本項目目標(biāo)的表6科里奧利質(zhì)量流量計相關(guān)計量特性序號名稱主要內(nèi)容簡述相關(guān)性1準(zhǔn)確度等級在JJG1038-2008《科里奧利質(zhì)量流量計檢定規(guī)程》規(guī)定了7個準(zhǔn)確度等級,在JJF1708-2018《標(biāo)準(zhǔn)表法科里奧利質(zhì)量流量計在線校準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定了6個準(zhǔn)確度等級,在JJF1591-2016《科里奧利質(zhì)量流量計型式評價大綱》規(guī)定了7個準(zhǔn)確度等級。強2重復(fù)性流量計重復(fù)性不得超過相應(yīng)準(zhǔn)確度等級規(guī)定強的最大允許誤差絕對值的1/2。3零點穩(wěn)定度在JJF1591-2016《科里奧利質(zhì)量流量計型式評價大綱》中,要求流量計的零點穩(wěn)定度與最小流量之比應(yīng)不大于相應(yīng)準(zhǔn)確度等級對應(yīng)允許誤差絕對值的1/2。弱4壓力損失在JJF1591-2016《科里奧利質(zhì)量流量計型式評價大綱》中,要求流量計的壓力損失應(yīng)不大于產(chǎn)品使用說明書或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。弱表7JJF1708-2018《標(biāo)準(zhǔn)表法科里奧利質(zhì)量流量計在線校準(zhǔn)規(guī)范》流量最大允許誤差準(zhǔn)確度等級0.20.250.30.5最大允許誤差/%±0.2±0.25±0.3±0.5±1.0±1.5影響科里奧利質(zhì)量流量計計量性能的因素主要有:零點、斜率、溫度、含振動管是質(zhì)量流量計的檢測單元,大多都采用雙管式的構(gòu)造。振動管在驅(qū)動單元的作用下,振動管兩管發(fā)生振動。由于兩管在制造加工工序過程中存在的些微差異(如焊接或螺釘連接等以及振動管本身存在的結(jié)構(gòu)剛度、雙管諧振頻率的不一致和材料的內(nèi)衰減等因素,造成了振動管機械振動的不對稱。所以當(dāng)介質(zhì)流體的物理指標(biāo),如流量和黏度等發(fā)生變化時,管體結(jié)構(gòu)的不平衡受室外環(huán)境溫度影響,測量管和測量元件會產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象,造成流量傳輸異常。同時,流量計在安裝過程中由于人為安裝所帶來的安裝應(yīng)力等因素變化也會導(dǎo)致即使測量管內(nèi)的液體是靜止?fàn)顟B(tài),也能帶來不確定的相位差,造①質(zhì)量流量計需要滿管計量,在流量管未充滿或介質(zhì)出現(xiàn)兩相流時會導(dǎo)致流量和密度測量值波動較大,流量計會給出報警信息,此時帶來的測量誤差無規(guī)律。②質(zhì)量流量計運行工況與設(shè)計工況偏差較大。由于工藝負(fù)荷變化帶來操每一臺流量計傳感器的斜率都是固定的,是直接和流量相關(guān)的參數(shù),是需要單獨標(biāo)定的因數(shù)?,F(xiàn)場更換變送器或者配對錯誤,都會引起計量誤差。斜率工藝溫度的變化會引起敏感管剛度的變化,改變傳感器、變送器的工作狀從而使計量出現(xiàn)偏差。對于參考密度值,如果密度明顯偏低,含氣可能性比較①零點校準(zhǔn)是流量計一種重要的常規(guī)操作。一般分為首次安裝時的零點校準(zhǔn)和流量計檢維修零點校準(zhǔn)。新的流量計第一次安裝后以及流量計傳感器在出現(xiàn)維修、移動和被拆卸后,都要進(jìn)行重零點標(biāo)定以保證流量計數(shù)據(jù)可靠。流量計的零點校準(zhǔn)一般都要在流量計穩(wěn)定運行至少30min,以便流量計內(nèi)戒指溫度保持在一個穩(wěn)定狀態(tài)(正常溫度±10℃)。流量計的零點標(biāo)定要求整個標(biāo)定期間傳感器管束內(nèi)充滿靜止態(tài)介質(zhì)流體。零點校準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的介質(zhì)溫度細(xì)微變化和管內(nèi)有微小流量或者有少量非同相介質(zhì),都將影響零點校準(zhǔn)結(jié)果,從而影響測量精度。②零點校準(zhǔn)時,要保證流量計處于運行壓力和溫度下,且待測介質(zhì)不流動。③記錄流量計零點值、工作條件及環(huán)境條件參數(shù)。④每次零點檢查①維護(hù)人員經(jīng)常檢查記錄變送器顯示各個數(shù)據(jù):質(zhì)流、溫度、密度、零點和均流等,溫度和密度需要介質(zhì)真實一致,零點和均流在介質(zhì)不流動時應(yīng)基本一致。②對在用流量計經(jīng)常檢查,主要檢查傳感器、變送器線路是否虛接、松動,及時緊固。③仿真4~20mA信號,確認(rèn)現(xiàn)場流量計顯示與DCS系統(tǒng)顯示是否一致。④對于新投用或者校驗后的質(zhì)量流量計,要檢查傳感器和變送器配對情況。⑤檢查斜率,檢查表內(nèi)斜率和銘牌斜率是否一致。⑥查看修正因子。曾經(jīng)有一臺測石腦油的質(zhì)量流量計,計量相差20%,最后檢查修正因子為其他介質(zhì)的修正因子。后期查證為人員誤操作造成。⑦用設(shè)定溫度校正系數(shù)的方法來解決對傳感管材質(zhì)剛度的影響。一般質(zhì)量流量計在出廠時,都給了溫度補償系數(shù),有些是在配套的表中設(shè)好的。溫度升高,測量管材質(zhì)剛性降低,振幅增大,相位差增大,修正向負(fù)向修正。最新溫度補償為4100℃對流量影響的百分比。建議現(xiàn)場如果溫度較高的儀表出現(xiàn)誤差時,需要①開泵后,介質(zhì)先流向管線末端,消除管線內(nèi)氣泡,保證工藝管線充滿液根據(jù)上述調(diào)研與分析,我們初步整理出了流量計計量性能評價所需的關(guān)鍵b)與制絲線流量計計量性能評價有較強的相關(guān)表8科里奧利質(zhì)量流量計關(guān)鍵計量指標(biāo)一覽表序號指標(biāo)名稱入選原因及必要的說明1最大允許誤差直接反映流量計的計量精度,是流量計的根本指標(biāo)2重復(fù)性直接反映流量控制精度3零點穩(wěn)定度在零點調(diào)整后,當(dāng)流量計內(nèi)介質(zhì)靜止時,流量計瞬時質(zhì)量流量值,反映零點計量狀態(tài)4壓力損失目的是檢驗流量計壓力損失是否符合計量要求科里奧利質(zhì)量流量計選型配置應(yīng)考慮安裝維護(hù)、使用環(huán)境、輸入輸出、通信類型、兼容性等因素以獲取準(zhǔn)確的測量結(jié)果,這a)安裝科里奧利質(zhì)量流量計所需的空間,包括需要現(xiàn)場校準(zhǔn)時連接外部1.流量計的尺寸和型號:科里奧利質(zhì)量流量計有不同的型號和尺寸,通常取決于其測量范圍、管道直徑以及流量要求。流量計的體積一般可以從廠家提供的技術(shù)數(shù)據(jù)表中獲得。常見的尺寸有從小型實驗室級別的流量計到工業(yè)級別的流量計不等,尺寸越大,所需空間也越大。2.管道布局和接口:安裝科里奧利質(zhì)量流量計時,流量計通常需要安裝在管道的直線段,避免在流量計前后有太多彎頭或其他干擾因素。制造商通常會推薦一定長度的直管段來確保準(zhǔn)確的流量測量。入口直管段一般要求在流量計入口前有至少5倍的管道直徑長度的直管段。出口直管段也有3-5倍管道直徑的直管段。3.支撐和固定:科里奧利質(zhì)量流量計內(nèi)部有精密的傳感器和振動元件,因此在安裝時需要確保流量計能夠穩(wěn)固安裝,防止振動或外力影響。流量計的支撐架通常也需要占用一定的空間。4.供電和信號連接:流量計需要連接電源以及信號輸出接口。通常需要額外的空間來放置配電箱或接線盒。如果是帶有顯示屏的流量計,還需要考慮人機界面的空間要求。信號輸出接口(如4-20mA,HART,Modbus等)也科里奧利質(zhì)量流量計周圍一般會留出足夠的空間。通常建議流量計周圍至少有600mm至1米的空隙。6.溫度、壓力等外部條件:有些流量計可能需要在特高溫流體流量計可能需要加裝保溫層,或者b)氣候和環(huán)境對質(zhì)量流量計檢測元件的影響,例如溫度、濕度、振動和溫度對科里奧利流量計的影響是多方面的,流體的溫度直接影響流體的密度和粘度,從而影響質(zhì)量流量的計算精度。科里奧利流量計通常會集成溫度傳感器,來進(jìn)行溫度補償,確保在不同溫度下仍能準(zhǔn)確測量??评飱W利流量計的電子元件(如傳感器、信號處理單元等)對環(huán)境溫度也敏感。過高或過低的環(huán)境溫度可能導(dǎo)致傳感器漂移、信號噪聲或校準(zhǔn)誤差。因此,許多流量計設(shè)計時會考慮溫度補償或溫控措施,例如溫度傳感器和熱隔離外殼??评飱W利流量計的測量管材通常采用金屬(如不銹鋼金屬在高溫或低溫下會發(fā)生膨脹或收縮,可能影響振動傳感器的工作狀態(tài),導(dǎo)致測量誤差。某些高溫應(yīng)用需要額濕度的影響較小,但在某些特定環(huán)境下仍需考慮:高濕度可能導(dǎo)致流量計的電子元件發(fā)生腐蝕或短路,影響其正常工作。為了防止這種情況,許多流量尤其是在氣體流量測量中,濕氣可能會影響氣體的密度或使其凝結(jié),從而導(dǎo)致科里奧利流量計依賴于管道的振動特性來進(jìn)行質(zhì)量流量測量,因此外部振動或管道本身的振動會對測量結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。外部振動源,例如,周圍設(shè)備(如泵、壓縮機、風(fēng)機等)的振動可能會干擾流量計的傳感器信號,導(dǎo)致誤差。為了減少此類干擾,流量計通常需要安裝在振動較小的地方,或者采用振動隔離裝置(如減震墊、柔性連接管等)來減少振動影響??评飱W利流量計應(yīng)避免安裝在震動較大的區(qū)域,特別是安裝在機械設(shè)備附近時,需要特別注意振電磁干擾(EMI)是影響許多電子儀器精度的常見問題,科里奧利流量計的電子系統(tǒng)也不例外。強電磁場(如高壓電纜、變壓器等附近)可能會對流量計的電子部分造成干擾,導(dǎo)致信號不穩(wěn)定或錯誤。為避免電磁干擾,流量計的設(shè)計通常會包括屏蔽措施,例如金屬外殼、屏蔽電纜等。不良的接地或電磁兼容性(EMC)設(shè)計也可能影響流量計的精度。安裝時需要確保良好的接地連c)如需要對科里奧利質(zhì)量流量計進(jìn)行現(xiàn)場清洗,宜注意保證所選擇的清洗條件(清洗液、溫度、流量等)與科里奧利質(zhì)清洗液的選擇必須與流量計的材質(zhì)相容,并能夠有效去除流體殘留物(如油污、沉積物、雜質(zhì)等)。常見的清洗液包括水基清洗液、溶劑類清洗液、酸性或堿性清洗液,不同的清洗液會有不同的清潔能力。清洗液的濃度和清洗時間需要根據(jù)流量計的材質(zhì)和污染物的性質(zhì)來調(diào)整。一般來說,使用清洗液時不應(yīng)過長時間與設(shè)備直接接觸,避免腐蝕??评飱W利流量計的常見材質(zhì)包括不銹鋼、合金、PTFE(聚四氟乙烯)等。對于高腐蝕性清洗液(如酸性或堿性液體務(wù)必確保流量計的材質(zhì)能耐受,避免材料被化學(xué)腐蝕或損壞。對于具有特定涂層或密封材料的流量計,需要特別注意清洗液的選擇。清洗液的溫度對清洗效果和材質(zhì)的安全性至關(guān)重要。過高的溫度可能對流量計的密封件、電子元件或金屬表面造成損害。大多數(shù)科里奧利流量計的推薦清洗溫度范圍通常在(如橡膠、塑料)失效或變形,也可能影響傳感器的性能。如果清洗液的溫度較低,可以適當(dāng)加熱清洗液(尤其是在清洗油性污染物時)。加熱有助于提高清洗過程中,流量的控制同樣重要。過高的流速可能會對流量計造成機械沖擊或?qū)е鹿艿赖恼駝樱^低的流速則可能導(dǎo)致清洗不徹底。推薦的流速范圍應(yīng)為正常操作流速的10%到30%。流速過高時,可能會增加摩擦,導(dǎo)致?lián)p傷。如果流量計允許,采用逆流清洗有時會更有效。逆流清洗能幫助排除管道內(nèi)積累的污染物。對于難以清潔的污染物,某些流量計可能會使用超聲波清洗設(shè)備,這種方式可以有效去除頑固污垢,但必須確保超聲波清洗不會對流量計d)所需的輸入選項,例如遠(yuǎn)程零點調(diào)整、積算器清零、警報確認(rèn);二次在安裝和使用科里奧利質(zhì)量流量計時,通常需要進(jìn)行一些輸入選項設(shè)置,以確保流量計的正常運行和測量精度。遠(yuǎn)程零點調(diào)整功能允許用戶在不現(xiàn)場操作流量計的情況下,通過控制系統(tǒng)或遠(yuǎn)程設(shè)備來對流量計進(jìn)行零點校準(zhǔn)。這個功能在儀表初次安裝、維護(hù)后調(diào)校、環(huán)境變化時非常有效。遠(yuǎn)程零點調(diào)整通常積算器用于記錄流量計的累計流量數(shù)據(jù)。清零功能用于將累計的流量數(shù)據(jù)歸零,通常在儀表重新啟動、數(shù)據(jù)歸檔和記錄、維護(hù)操作時需要。積算器清零通??梢酝ㄟ^流量計的顯示界面或者遠(yuǎn)程控制來執(zhí)行。在遠(yuǎn)程控制的情況下,清零命令通常需要通過PLC或HMI系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)出。清零操作時,必須確保流量計處于合適的工況下(例如停止流量或在設(shè)定的流量條件下清零以確??评飱W利流量計可能會根據(jù)實際工況觸發(fā)各種警報,這些警報通常與流量計的運行狀態(tài)、外部環(huán)境或測量數(shù)據(jù)的異常有關(guān)。常見的警報類型包括流量過高或過低、溫度或壓力異常、振動異常、傳感器故障。警報確認(rèn)通常通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)(如PLC或SCADA)或流量計自帶的人機界面進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)警報條為了確??评飱W利流量計能夠準(zhǔn)確地計算質(zhì)量流量,流量計通常需要輸入二次儀表的數(shù)據(jù),例如過程壓力、過程溫度和流體密度。這些數(shù)據(jù)對質(zhì)量流量的精確計算至關(guān)重要,尤其在測量氣體或高溫流體時尤為重要。壓力變化會影響流體的密度,因此,科里奧利流量計通常需要過程壓力的輸入數(shù)據(jù),以進(jìn)行準(zhǔn)確的密度和流量補償。壓力通常通過一個壓力傳感器來監(jiān)測,并通過4-20mA信號或數(shù)字信號(如Modbus)輸入到流量計的控制系統(tǒng)。溫度變化也會影響流體的密度,尤其是氣體流量計的測量。溫度數(shù)據(jù)通常通過溫度傳感器輸入。溫度信號通常通過RTD(熱電阻)或熱電偶傳感器采集,傳輸?shù)搅髁坑嬕赃M(jìn)行實時補償??评飱W利流量計通常會集成密度傳感器來實時測量流體的密度,但在某些情況下,也可能需要外部的密度輸入。密度數(shù)據(jù)可以通過密度在科里奧利質(zhì)量流量計的應(yīng)用中,輸出是與流量計測量結(jié)果和診斷信息相關(guān)的重要數(shù)據(jù)。不同的應(yīng)用需求可能對流量計的輸出種類、數(shù)量、穩(wěn)定性以及流量計輸出的穩(wěn)定性是衡量流量計性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。穩(wěn)定性好的輸出意味著流量計可以在不同工況和環(huán)境下保持一致的測量精度和可靠性。影響輸出穩(wěn)定性的因素包括傳感器精度、環(huán)境干擾、過程流體的穩(wěn)定性。輸出變化應(yīng)小于流量計的最大允許誤差。輸出信號應(yīng)在設(shè)定的精度范圍內(nèi)穩(wěn)定,波動不應(yīng)響應(yīng)時間指的是流量計從檢測到流量變化到穩(wěn)定輸出數(shù)據(jù)所需要的時間??评飱W利質(zhì)量流量計有以下一種或一種以上輸出信號:1.現(xiàn)場顯示:質(zhì)量流量、質(zhì)量總量等測量結(jié)果及其他信息。2.脈沖信號:頻率信號0Hz~10000科里奧利質(zhì)量流量計的編程便利性主要體現(xiàn)在人機界面(HMI)操作、遠(yuǎn)安全性則包括數(shù)據(jù)安全、訪問權(quán)限管理、錯誤處理、固件安全等措施,確科里奧利流量計的電氣兼容性主要涉及其工作電壓、信號輸入輸出、接地電子兼容性涉及科里奧利流量計內(nèi)部電路設(shè)計的穩(wěn)定性能夠在復(fù)雜電子環(huán)境下正常工作。包括傳感器兼容性、防電氣故障、防雷擊保護(hù)。科里奧利流量計的氣候兼容性主要取決于其工作溫度范圍、濕度范圍、防水防塵等級等因素。流量計需要在不同的氣候條件下穩(wěn)定工作,特別是在惡劣選擇計量器具的量程時,應(yīng)兼顧測量準(zhǔn)確性和安全性,一般情況下計量器具的量程應(yīng)涵蓋測量要求的范圍,常用測量值宜處于計量器具所能顯示測量范計量器具的分辨力應(yīng)小于其預(yù)期使用測量過程控制量允許公差(控制限變通常企業(yè)的測量活動可分為三類,一是對事先規(guī)定了范圍的過程參數(shù)進(jìn)行測量,例如工藝過程參數(shù)的檢驗與監(jiān)控、在制品的公差控制等;二是通過測量得出被測量的具體量值,但并不規(guī)定被測量的具體范圍,例如能源計量、進(jìn)料出庫等,三是量值傳遞,例如企業(yè)建立計量標(biāo)準(zhǔn),對使用的計量器具開展校準(zhǔn)工作。上述測量活動的關(guān)注點不同,對計量器具的準(zhǔn)確性要求也不同,應(yīng)區(qū)別b)測量結(jié)果用于工藝參數(shù)監(jiān)控或公差控制時的要求此類測量活動的測量值有事先規(guī)定的范圍,其關(guān)注重點是測量結(jié)果是否會導(dǎo)致誤判,計量器具的選擇應(yīng)使誤判率降至可接受的程度。一般情況下,計量U0≤T/4(33)U0----------計量器具的最大允許誤差值(指該儀器在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、計量檢定規(guī)程等技術(shù)規(guī)范上所規(guī)定的以及在使用說明中所聲稱的最大允許誤差值,計算T-------------被測量在工藝指標(biāo)要求中允許的波動范圍(例如機械加工中的注1:U0、T的表示方法需保持一致,例如均使用絕對值或相對值,使用絕對值時需保持單位一致。注2:不考慮環(huán)境、人員等其他因素的影響,根據(jù)上式選擇可使測量結(jié)果的誤判率低于0.6%,如需要進(jìn)一步降低誤判率,適當(dāng)選取小于1/4的值,該值越小,誤判率越低,但可能造成計量成本的增加。此類測量活動的測量值無事先規(guī)定的范圍,其關(guān)注重點是測量結(jié)果是否準(zhǔn)確,計量器具的選擇應(yīng)使測量結(jié)果的超差概率(指實際測量誤差超出允許誤差U0≤T/3(34) 計量器具的擴展不確定度或最大允許誤差值;T 測量允許的最大誤差。注1:當(dāng)U0為計量器具的最大允許誤差值時,U0與T的表示方法、計算方法與測量結(jié)果用于工藝參數(shù)監(jiān)控或公差控制時的要求相同;當(dāng)U0為計量器具的擴展不確定度時,T的表示方法、計算方法與測量結(jié)果用于工藝參數(shù)監(jiān)控或公差控制時的要求相同。注2:不考慮環(huán)境、人員等其他因素的形響,根據(jù)上式選擇可使測量結(jié)果的超差概率低于0.26%,如需要進(jìn)一步降低超差率,適當(dāng)選取小于1/3的值,該值越小,超差率越低,但可能造成計量成本的增加。用于檢定、校準(zhǔn)的計量器具稱為工作測量標(biāo)準(zhǔn)(也稱為工作標(biāo)準(zhǔn)器工作測量標(biāo)準(zhǔn)的測量結(jié)果一般用于量值傳遞,其關(guān)注重點是量值傳遞是否可靠。選擇工作測量標(biāo)準(zhǔn)時,其測量不確定度至少應(yīng)小于被檢(被校)計量器具測量注1:測量不確定度的具體評定方法見JJF1059.1-2012。注2:具體選擇范圍一般為1/3~1/10,目的是使工作測量標(biāo)準(zhǔn)的測量不確定度被引入計算時,因其足夠小而忽略不計。某些特殊量在量值傳遞技術(shù)上難以達(dá)到時,也允許在1/2~1/3之間選擇。計量器具選配時應(yīng)盡可能滿足上述的準(zhǔn)確性要求,若客觀條件不允許,亦可對準(zhǔn)確性要求適當(dāng)放寬,進(jìn)行讓步接受,但應(yīng)對讓步接受可能帶來的測量風(fēng)選擇流量類計量器具時,其穩(wěn)定性應(yīng)小于該計量器具最大允許誤差的絕對的要求和考核方法有明確規(guī)定,應(yīng)按該規(guī)定執(zhí)行;若無明確規(guī)定,可根據(jù)實際質(zhì)量流量計的檢定工作可自愿委托法定計量技術(shù)機構(gòu)完成,根據(jù)質(zhì)量流量計工作原理和結(jié)構(gòu)形式的區(qū)別,按照J(rèn)JG1038-2008、JJG1132a)除了必須接受強制檢定的計量器具,原則上即將投入使用(如新購置或封存解除后)及正在使用的計量器具,均需按規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn),以確定其準(zhǔn)確b)計量器具的校準(zhǔn)可采用外部校準(zhǔn)和內(nèi)部校準(zhǔn)兩種方式。外部校準(zhǔn)是指將計量器具送至具有校準(zhǔn)資質(zhì)的機構(gòu),或由其至現(xiàn)場,按照相應(yīng)校準(zhǔn)規(guī)范或校準(zhǔn)方法的規(guī)定開展校準(zhǔn)工作。內(nèi)部校準(zhǔn)是指為實現(xiàn)獲認(rèn)可的檢測活動相關(guān)的測量設(shè)備的最值溯源,在實驗室或組織內(nèi)部使用自有設(shè)施和測量標(biāo)準(zhǔn),校準(zhǔn)結(jié)果僅用于內(nèi)部需要而實施的校準(zhǔn)。按照CNAS-CL01-G004:2018的規(guī)定,內(nèi)部校準(zhǔn)的實施對人員、環(huán)境條件和設(shè)施、設(shè)備及參考標(biāo)準(zhǔn)、校準(zhǔn)方法,質(zhì)量控制均有相應(yīng)的要求,其實質(zhì)是實驗室或企業(yè)自行組織實c)無論外部校準(zhǔn)或內(nèi)部校準(zhǔn),均應(yīng)在校準(zhǔn)活動開展前,對校準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行d)計量器具的校準(zhǔn)周期可分為初始校準(zhǔn)周期和后續(xù)校準(zhǔn)周期。初始校準(zhǔn)周期可參考計量檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范以及設(shè)備制造商的建議;后續(xù)校準(zhǔn)周期應(yīng)在充分考慮風(fēng)險和成本的前提下,由實驗室或企業(yè)自行確定延長或縮短。延長校準(zhǔn)周期應(yīng)有充分的技術(shù)依據(jù)(如歷次校準(zhǔn)結(jié)果的統(tǒng)計分析、測量可靠性分析科里奧利質(zhì)量流量計的校準(zhǔn)宜采用內(nèi)部校準(zhǔn)的方式??评飱W利質(zhì)量流量計的校準(zhǔn)方法主要有三種:質(zhì)量法、容積法和標(biāo)準(zhǔn)表法。標(biāo)準(zhǔn)表法是一種通過與標(biāo)準(zhǔn)表(標(biāo)準(zhǔn)
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