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攪拌器葉片對冷熱水流量計流量測（cè）量精度的影響
點擊次數：2235 發布時間：2021-09-01 09:45:37
一、 冷（lěng）熱水流量計原理及目前應用現狀
科學技術的發展也直（zhí）接推動了測量技術的飛速發展，各種新型的測量儀表應運而生，冷熱水流量計（jì）就是其有代表性的一類測量儀表，由（yóu）於（yú）其自已的結（jié）構特點（diǎn），冷熱水流量計在（zài）測（cè）量液體；特別是汙水、泥漿（jiāng）等（děng）成份比較複雜的流體（tǐ）上有著獨特的優勢，因此被廣泛應用在化工、電力、醫藥等行（háng）業。應用的前提是被測液體必（bì）須是導體（tǐ），它具有可靠（kào）性高、應有範圍（wéi）廣、無（wú）壓損、精度高等（děng）優點。
冷熱水流（liú）量計是一種根據法（fǎ）拉*電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量（liàng）的感應式（shì）儀表，管道內的勵磁線圈產生磁場，被（bèi）測介質流過管道做切（qiē）割磁力線，在兩個檢測電*上產生感應電勢（shì），其大小正比於流體的運動速度。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等（děng））實現與流體（tǐ）和測量電*的電磁隔離。其電壓信號轉（zhuǎn）轉換器處理後，再經微處理器處理後，輸出與流量成線性（xìng）關係的信號，供後位儀表供記錄、調節和控製使用，也可與上位機通訊（RS485）
二、冷熱水流量計測量精度
不受流體密度（dù）、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響（xiǎng），傳感器（qì）感應電壓信號與平均流速呈線性關係，因此測量精度高，一般為1%。
三、冷熱水流量計的特點
沒有可動部件和凸出於流體中的零件，具有很高的可靠性，用來測各種酸（suān）、堿、鹽溶液，礦漿、糖漿、汙水、啤（pí）酒、麥汁（zhī）、等導電流（liú）體的流量等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質的流量。另外由於（yú）其密封性能好，還可用於自來水和地下水道係統（tǒng）。
四、冷熱水流量計的（de）優點
測量管道內無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內無可動部件，因此傳感器壽命*長。傳感器部分隻有內襯和電（diàn）*與被測液體接觸，隻要合理選擇電（diàn）*和內襯材料，即可（kě）耐（nài）腐蝕和耐磨損（sǔn）。
五、攪拌葉（yè）片對（duì）流量測量的（de）影響
冷（lěng）熱水流量計示值以固定（dìng）的頻率上、下跳動，我廠（chǎng）一段工藝流程如（rú）下圖所示：
母液經冷熱水流量計從前一設（shè）備送向（xiàng）母液罐，儀表投運後，流量示值以固定頻率（lǜ）上、下跳動。DCS顯示屏上顯示的瞬時流量曆史曲線成一（yī）根很寬的帶子，現場檢查前後直管段長度及（jí）接地等（děng）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，發現流量（liàng）示值自己恢（huī）複穩定，向操（cāo）作者調查工藝操作上有何變化（huà），才知母液罐內的攪拌器停止轉動，進一（yī）步調查發現，此攪拌器是側壁安（ān）裝，而且其（qí）位（wèi）置距安裝流量計的進料管口僅一米左右，很明顯攪（jiǎo）拌器槳葉以固定周期翻起波浪，使得進料口處的阻力周期變化管（guǎn）內流速脈動。冷熱水流量計出（chū）口端到容（róng）器壁的距離L太近，大約1.5米，使（shǐ）流量計出口流速不穩，流量計（jì）示值（zhí）產生有規則的搖擺。然後將冷熱水流量（liàng）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、示值脈動的危害
如上述流（liú）量（liàng）脈（mò）動（dòng）對儀表積算總量影響不大，因（yīn）為（wéi）攪拌器（qì）槳葉引起脈（mò）動頻率較低，其數值遠遠（yuǎn）低於所選冷熱水流量計的激勵頻率，所（suǒ）以盡（jìn）管流量示值大幅度周期擺動，但其準確度並無明顯變化，其影響僅僅是示值難以讀數和DCS中趨勢取現無法製作。
七、脈動幅度過大（dà）時如何處理
脈動劉德平均值如果離標尺上線不遠，則脈動峰值很容（róng）易（yì）超過（guò）上限而進入（rù）飽和區，導致儀表示值偏低，這時就（jiù）須啟用冷熱水流（liú）量計的脈動流（liú）測（cè）量功能。具有脈動（dòng）流測量能（néng）力的冷熱水流量計，當它（tā）選用較高（gāo）的激（jī）勵頻率時，能對脈動流（liú）做出快速響（xiǎng）應，因此能對脈（mò）動流量（liàng）進行測量，常用（yòng）來測量往複泵。隔膜泵（bèng）等（děng）的出口流量。
能用於脈動流測量的（de）冷熱水流量計，通常在下列3個方麵須作特殊設計，並在投運時（shí）作適當（dāng）的調試，即激（jī）勵頻率（lǜ）可調，流量計的模（mó）擬信號處理部分應防止脈動峰值到來時（shí）進入飽和狀態，為了讀出流量平均值，應對現實部分做平滑處理。
1、 激勵頻率的決定
以冷熱水流量計（jì）為例，該儀表的技術資料提出，當脈動頻率低於1.33時，可以采用穩（wěn）定流時的激勵頻（pín）率；當脈動頻率為1.33------3.33時激勵頻（pín）率（lǜ）應取25Hz，顯然，激勵（lì）頻率要求雖然不很嚴格，但是（shì）必須與脈（mò）動頻率相適應，太高和太低都是不利的。
2、 流量信號輸入通道飽和問題
脈動流（liú）的脈動幅值有時高的出奇（qí），如果峰值（zhí）出現時（shí）儀表的流量信號輸入通（tōng）道進入飽和狀態，就如同峰值被消除，必將導致儀表示值偏低。
冷熱水流量計流量（liàng）信號輸入通道的設計（jì）分兩（liǎng）檔，其中測量穩（wěn）定流時，A/D轉換器隻允許輸入滿量程信號的150%，而測量脈動流（liú）流量時，允許輸入滿量程信號的（de）1000%。因此，在測量脈動流流量時，編寫菜單應指定流動類型（xíng）為“PULSATING（脈動流）而不是”STEADY”（定常流）。
3、 時間常數的選擇
由於（yú）冷熱水流量計的測量部分能快速響應脈動流流量（liàng）的變化，忠實地（dì）反映實際流（liú）量，但是顯示部分如果也如實地顯示流量值，勢必（bì）導致顯示值上（shàng）、下大幅度跳動，難以讀數，所以顯示應取一段時間內的（de）平（píng）均值，其實現方法通常是串（chuàn）入一階慣性環節，選定合（hé）適的時間常數後，儀表就能穩定（dìng）顯示。但若時間常（cháng）數選的太（tài）大，則在平均流量變化時，顯示部（bù）分應遲鈍，為觀察者帶來錯覺。 儀表資（zī）料提出了計算時間常（cháng）數（shù）t（s）的經驗公式：t（s）=1000/N N-----每分鍾（zhōng）脈動次數。
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冷熱水流（liú）量計是一種根據法（fǎ）拉*電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量（liàng）的感應式（shì）儀表，管道內的勵磁線圈產生磁場，被（bèi）測介質流過管道做切（qiē）割磁力線，在兩個檢測電*上產生感應電勢（shì），其大小正比於流體的運動速度。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等（děng））實現與流體（tǐ）和測量電*的電磁隔離。其電壓信號轉（zhuǎn）轉換器處理後，再經微處理器處理後，輸出與流量成線性（xìng）關係的信號，供後位儀表供記錄、調節和控製使用，也可與上位機通訊（RS485）
二、冷熱水流量計測量精度
不受流體密度（dù）、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響（xiǎng），傳感器（qì）感應電壓信號與平均流速呈線性關係，因此測量精度高，一般為1%。
三、冷熱水流量計的特點
沒有可動部件和凸出於流體中的零件，具有很高的可靠性，用來測各種酸（suān）、堿、鹽溶液，礦漿、糖漿、汙水、啤（pí）酒、麥汁（zhī）、等導電流（liú）體的流量等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質的流量。另外由於（yú）其密封性能好，還可用於自來水和地下水道係統（tǒng）。
四、冷熱水流量計的（de）優點
測量管道內無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內無可動部件，因此傳感器壽命*長。傳感器部分隻有內襯和電（diàn）*與被測液體接觸，隻要合理選擇電（diàn）*和內襯材料，即可（kě）耐（nài）腐蝕和耐磨損（sǔn）。
五、攪拌葉（yè）片對（duì）流量測量的（de）影響
冷（lěng）熱水流量計示值以固定（dìng）的頻率上、下跳動，我廠（chǎng）一段工藝流程如（rú）下圖所示：
母液經冷熱水流量計從前一設（shè）備送向（xiàng）母液罐，儀表投運後，流量示值以固定頻率（lǜ）上、下跳動。DCS顯示屏上顯示的瞬時流量曆史曲線成一（yī）根很寬的帶子，現場檢查前後直管段長度及（jí）接地等（děng）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，發現流量（liàng）示值自己恢（huī）複穩定，向操（cāo）作者調查工藝操作上有何變化（huà），才知母液罐內的攪拌器停止轉動，進一（yī）步調查發現，此攪拌器是側壁安（ān）裝，而且其（qí）位（wèi）置距安裝流量計的進料管口僅一米左右，很明顯攪（jiǎo）拌器槳葉以固定周期翻起波浪，使得進料口處的阻力周期變化管（guǎn）內流速脈動。冷熱水流量計出（chū）口端到容（róng）器壁的距離L太近，大約1.5米，使（shǐ）流量計出口流速不穩，流量計（jì）示值（zhí）產生有規則的搖擺。然後將冷熱水流量（liàng）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、示值脈動的危害
如上述流（liú）量（liàng）脈（mò）動（dòng）對儀表積算總量影響不大，因（yīn）為（wéi）攪拌器（qì）槳葉引起脈（mò）動頻率較低，其數值遠遠（yuǎn）低於所選冷熱水流量計的激勵頻率，所（suǒ）以盡（jìn）管流量示值大幅度周期擺動，但其準確度並無明顯變化，其影響僅僅是示值難以讀數和DCS中趨勢取現無法製作。
七、脈動幅度過大（dà）時如何處理
脈動劉德平均值如果離標尺上線不遠，則脈動峰值很容（róng）易（yì）超過（guò）上限而進入（rù）飽和區，導致儀表示值偏低，這時就（jiù）須啟用冷熱水流（liú）量計的脈動流（liú）測（cè）量功能。具有脈動（dòng）流測量能（néng）力的冷熱水流量計，當它（tā）選用較高（gāo）的激（jī）勵頻率時，能對脈動流（liú）做出快速響（xiǎng）應，因此能對脈（mò）動流量（liàng）進行測量，常用（yòng）來測量往複泵。隔膜泵（bèng）等（děng）的出口流量。
能用於脈動流測量的（de）冷熱水流量計，通常在下列3個方麵須作特殊設計，並在投運時（shí）作適當（dāng）的調試，即激（jī）勵頻率（lǜ）可調，流量計的模（mó）擬信號處理部分應防止脈動峰值到來時（shí）進入飽和狀態，為了讀出流量平均值，應對現實部分做平滑處理。
1、 激勵頻率的決定
以冷熱水流量計（jì）為例，該儀表的技術資料提出，當脈動頻率低於1.33時，可以采用穩（wěn）定流時的激勵頻（pín）率；當脈動頻率為1.33------3.33時激勵頻（pín）率（lǜ）應取25Hz，顯然，激勵（lì）頻率要求雖然不很嚴格，但是（shì）必須與脈（mò）動頻率相適應，太高和太低都是不利的。
2、 流量信號輸入通道飽和問題
脈動流（liú）的脈動幅值有時高的出奇（qí），如果峰值（zhí）出現時（shí）儀表的流量信號輸入通（tōng）道進入飽和狀態，就如同峰值被消除，必將導致儀表示值偏低。
冷熱水流量計流量（liàng）信號輸入通道的設計（jì）分兩（liǎng）檔，其中測量穩（wěn）定流時，A/D轉換器隻允許輸入滿量程信號的150%，而測量脈動流（liú）流量時，允許輸入滿量程信號的（de）1000%。因此，在測量脈動流流量時，編寫菜單應指定流動類型（xíng）為“PULSATING（脈動流）而不是”STEADY”（定常流）。
3、 時間常數的選擇
由於（yú）冷熱水流量計的測量部分能快速響應脈動流流量（liàng）的變化，忠實地（dì）反映實際流（liú）量，但是顯示部分如果也如實地顯示流量值，勢必（bì）導致顯示值上（shàng）、下大幅度跳動，難以讀數，所以顯示應取一段時間內的（de）平（píng）均值，其實現方法通常是串（chuàn）入一階慣性環節，選定合（hé）適的時間常數後，儀表就能穩定（dìng）顯示。但若時間常（cháng）數選的太（tài）大，則在平均流量變化時，顯示部（bù）分應遲鈍，為觀察者帶來錯覺。 儀表資（zī）料提出了計算時間常（cháng）數（shù）t（s）的經驗公式：t（s）=1000/N N-----每分鍾（zhōng）脈動次數。
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