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流量測(cè)量技術(shù)的綜合分析及如何提高流量測(cè)量儀表的可靠性

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流量測(cè)量技術(shù)和流量測(cè)量儀表類型繁多,再加上測(cè)量對(duì)象復(fù)雜多樣,這就在根本上決定了流量測(cè)量儀表應(yīng)用技術(shù)的復(fù)雜性。流量測(cè)量儀表與傳統(tǒng)意義上度量衡計(jì)量器具的應(yīng)用有很大差別,它不是簡(jiǎn)單地將流量計(jì)安裝好,開表投運(yùn)就一定能達(dá)到測(cè)量目的。流量測(cè)量非常依賴于使用條件和工況環(huán)境,在實(shí)驗(yàn)室流量計(jì)可以得到極高地精確度,但是在使用現(xiàn)場(chǎng),一旦流體條件或環(huán)境條件有大的變化,不僅精確度無法保證,甚至可能無法進(jìn)行正常測(cè)量。 

   造成這種情況的原因多種多樣,如選型不合理,量程不合適,上下游直管段長度不足,安裝不正確,流體物性偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)太大,工況條件超過允許值,脈動(dòng)流影響,振動(dòng)等環(huán)境條件太復(fù)雜等。因此流量測(cè)量是一個(gè)系統(tǒng)問題,包括檢測(cè)裝置、顯示裝置、前后直管段、輔助設(shè)備。而流量測(cè)量應(yīng)用技術(shù)的研究,還包括測(cè)量對(duì)象本身,僅僅流量計(jì)本體性能好并不能保證能取得預(yù)期的測(cè)量效果。

   流量測(cè)量精確度指的是流量測(cè)量系統(tǒng)所獲得的精確度,它同流量計(jì)本身的精確度是有區(qū)別。僅僅流量計(jì)本身性能好,精確度高,并不一定能獲得較高的測(cè)量精確度。

   要保證流量測(cè)量系統(tǒng)的精確度,除了合理的選型,正確安裝與調(diào)試,及時(shí)的維護(hù)和保養(yǎng)之外,應(yīng)用智能化技術(shù)對(duì)測(cè)量部分可能引入的誤差進(jìn)行恰到好處的補(bǔ)償和校正也是一項(xiàng)有效的方法。例如對(duì)液體的溫度膨脹系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)氣體的溫度、壓力和壓縮系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)差壓式流量計(jì)的雷諾數(shù)影響和流束膨脹系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)各種流量計(jì)流量系數(shù)的非線性進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)容積式流量計(jì)、渦街流量計(jì)的溫度影響進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)超聲波流量計(jì)的速度分布進(jìn)行補(bǔ)償?shù)取_@種補(bǔ)償和校正是用系統(tǒng)的方法將檢測(cè)部分所固有的、依靠其本身無法得到克服的誤差進(jìn)行處理,使之消除或得到基本消除。實(shí)踐表明,這一方法簡(jiǎn)單有效,很有發(fā)展前途。
   
   在保證測(cè)量精確度諸多的方法中,在線實(shí)流校準(zhǔn)占有重要地位。以前大多采用離線方法校準(zhǔn)流量計(jì),使用該方法檢定的流量計(jì)經(jīng)誤差修正后雖然精確度較高,但因其檢定時(shí)管路的參比條件與實(shí)際使用時(shí)不同,檢定時(shí)流體性質(zhì)與實(shí)際使用的流體有差異,檢定時(shí)的環(huán)境條件與儀表使用場(chǎng)所的實(shí)際環(huán)境不相同,從而造成附加的使用誤差,降低了測(cè)量精確度。在線實(shí)流校準(zhǔn)法是解決這一問題的有效方法。例如,油品計(jì)量站在建設(shè)階段就預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)體積管連接口,接入標(biāo)準(zhǔn)體積管后,通過閥門切換可以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量站中各臺(tái)流量計(jì)實(shí)現(xiàn)在線實(shí)流校準(zhǔn)。現(xiàn)在,在天然氣的分配站也要求采用在線實(shí)流校準(zhǔn)的方法。
  
   用于安全聯(lián)鎖報(bào)警的流量儀表如果不可靠,應(yīng)該聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作,容易釀成事故,不該動(dòng)作時(shí)亂動(dòng)作,容易導(dǎo)致不應(yīng)有的停產(chǎn),造成損失。工業(yè)爐窯中的燃料流量計(jì)如果不可靠,造成流路堵塞,容易導(dǎo)致爐子熄火,釀成事故。用于過程控制的流量儀表如果不可靠,容易為調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤信息,導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào),破壞生產(chǎn)過程的穩(wěn)定,影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和物耗,造成損失。用于財(cái)務(wù)結(jié)算計(jì)量的流量計(jì)如果不可靠,容易引起計(jì)量失準(zhǔn),引發(fā)計(jì)量糾紛和為企業(yè)帶來損失。僅有以上幾個(gè)小例子就可以看出流量儀表的可靠性是極為重要的。
  
   提高流量測(cè)量可靠性的途徑主要是提高儀表本身的可靠性,選用可靠性高的儀表進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。近年來,流量測(cè)量儀表的可靠性獲得了顯著的提高,主要表現(xiàn)在以下幾方面: 

  1. 儀表本身的可靠性有了顯著提高。
  2. 通過改進(jìn)儀表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使系統(tǒng)可靠性獲得提高。例如采用不斷流插入式結(jié)構(gòu),可在不影響工藝操作的情況下更換流量計(jì)。 超聲流量傳感器的夾裝式結(jié)構(gòu),電磁流量計(jì)電極的帶壓更換結(jié)構(gòu),渦街流量傳感器采用管外安裝超聲探頭的結(jié)構(gòu)等,都能在儀表損壞后的修理過程大大縮短修復(fù)時(shí)間。
  3. 引入冗余技術(shù)。如采用雙傳感器,并對(duì)傳感器的正常與否進(jìn)行自動(dòng)判斷,將發(fā)生故障的那路信號(hào)予以剔除。
  4. 引入自診斷技術(shù),并通過現(xiàn)場(chǎng)總線將診斷結(jié)果送到操作站或?qū)S玫脑O(shè)備管理系統(tǒng)(AMS)予以顯示報(bào)警,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,及早采取措施。