攪拌器葉片對排水口流量計流量測量精度的影響
點擊次數(shù)：3390 發(fā)布時間：2021-09-06 07:34:16
一、 排水口流量計原理及目前應(yīng)用現(xiàn)狀
科學技術(shù)的發(fā)展也直接推動了測量技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的測量儀表應(yīng)運而生，排水口流量計就是其有代表性的一類測量儀表，由于其自已的結(jié)構(gòu)特點，排水口流量計在測量液體；特別是污水、泥漿等成份比較復雜的流體上有著獨特的優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用在化工、電力、醫(yī)藥等行業(yè)。應(yīng)用的前提是被測液體必須是導體，它具有可靠性高、應(yīng)有范圍廣、無壓損、精度高等優(yōu)點。
排水口流量計是一種根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，管道內(nèi)的勵磁線圈產(chǎn)生磁場，被測介質(zhì)流過管道做切割磁力線，在兩個檢測電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其大小正比于流體的運動速度。測量管道通過不導電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。其電壓信號轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器處理后，再經(jīng)微處理器處理后，輸出與流量成線性關(guān)系的信號，供后位儀表供記錄、調(diào)節(jié)和控制使用，也可與上位機通訊（RS485）
二、排水口流量計測量精度
不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號與平均流速呈線性關(guān)系，因此測量精度高，一般為1%。
三、排水口流量計的特點
沒有可動部件和凸出于流體中的零件，具有很高的可靠性，用來測各種酸、堿、鹽溶液，礦漿、糖漿、污水、啤酒、麥汁、等導電流體的流量等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。另外由于其密封性能好，還可用于自來水和地下水道系統(tǒng)。
四、排水口流量計的優(yōu)點
測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動部件，因此傳感器壽命極長。傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。
五、攪拌葉片對流量測量的影響
排水口流量計示值以固定的頻率上、下跳動，我廠一段工藝流程如下圖所示：
母液經(jīng)排水口流量計從前一設(shè)備送向母液罐，儀表投運后，流量示值以固定頻率上、下跳動。DCS顯示屏上顯示的瞬時流量歷史曲線成一根很寬的帶子，現(xiàn)場檢查前后直管段長度及接地等安裝條件均符合要求，尚未查出原因。
一次偶然的機會，母液罐內(nèi)的攪拌器停止運轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)流量示值自己恢復穩(wěn)定，向操作者調(diào)查工藝操作上有何變化，才知母液罐內(nèi)的攪拌器停止轉(zhuǎn)動，進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此攪拌器是側(cè)壁安裝，而且其位置距安裝流量計的進料管口僅一米左右，很明顯攪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內(nèi)流速脈動。排水口流量計出口端到容器壁的距離L太近，大約1.5米，使流量計出口流速不穩(wěn)，流量計示值產(chǎn)生有規(guī)則的搖擺。然后將排水口流量計從A位置改到B位置，遠離原安裝位置10米，流量計示值穩(wěn)定。
六、示值脈動的危害
如上述流量脈動對儀表積算總量影響不大，因為攪拌器槳葉引起脈動頻率較低，其數(shù)值遠遠低于所選排水口流量計的激勵頻率，所以盡管流量示值大幅度周期擺動，但其準確度并無明顯變化，其影響僅僅是示值難以讀數(shù)和DCS中趨勢取現(xiàn)無法制作。
七、脈動幅度過大時如何處理
脈動劉德平均值如果離標尺上線不遠，則脈動峰值很容易超過上限而進入飽和區(qū)，導致儀表示值偏低，這時就須啟用排水口流量計的脈動流測量功能。具有脈動流測量能力的排水口流量計，當它選用較高的激勵頻率時，能對脈動流做出快速響應(yīng)，因此能對脈動流量進行測量，常用來測量往復泵。隔膜泵等的出口流量。
能用于脈動流測量的排水口流量計，通常在下列3個方面須作特殊設(shè)計，并在投運時作適當?shù)恼{(diào)試，即激勵頻率可調(diào)，流量計的模擬信號處理部分應(yīng)防止脈動峰值到來時進入飽和狀態(tài)，為了讀出流量平均值，應(yīng)對現(xiàn)實部分做平滑處理。
1、 激勵頻率的決定
以排水口流量計為例，該儀表的技術(shù)資料提出，當脈動頻率低于1.33時，可以采用穩(wěn)定流時的激勵頻率；當脈動頻率為1.33------3.33時激勵頻率應(yīng)取25Hz，顯然，激勵頻率要求雖然不很嚴格，但是必須與脈動頻率相適應(yīng)，太高和太低都是不利的。
2、 流量信號輸入通道飽和問題
脈動流的脈動幅值有時高的出奇，如果峰值出現(xiàn)時儀表的流量信號輸入通道進入飽和狀態(tài)，就如同峰值被消除，必將導致儀表示值偏低。
排水口流量計流量信號輸入通道的設(shè)計分兩檔，其中測量穩(wěn)定流時，A/D轉(zhuǎn)換器只允許輸入滿量程信號的150%，而測量脈動流流量時，允許輸入滿量程信號的1000%。因此，在測量脈動流流量時，編寫菜單應(yīng)指定流動類型為“PULSATING（脈動流）而不是”STEADY”（定常流）。
3、 時間常數(shù)的選擇
由于排水口流量計的測量部分能快速響應(yīng)脈動流流量的變化，忠實地反映實際流量，但是顯示部分如果也如實地顯示流量值，勢必導致顯示值上、下大幅度跳動，難以讀數(shù)，所以顯示應(yīng)取一段時間內(nèi)的平均值，其實現(xiàn)方法通常是串入一階慣性環(huán)節(jié)，選定合適的時間常數(shù)后，儀表就能穩(wěn)定顯示。但若時間常數(shù)選的太大，則在平均流量變化時，顯示部分應(yīng)遲鈍，為觀察者帶來錯覺。 儀表資料提出了計算時間常數(shù)t（s）的經(jīng)驗公式：t（s）=1000/N N-----每分鐘脈動次數(shù)。
科學技術(shù)的發(fā)展也直接推動了測量技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的測量儀表應(yīng)運而生，排水口流量計就是其有代表性的一類測量儀表，由于其自已的結(jié)構(gòu)特點，排水口流量計在測量液體；特別是污水、泥漿等成份比較復雜的流體上有著獨特的優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用在化工、電力、醫(yī)藥等行業(yè)。應(yīng)用的前提是被測液體必須是導體，它具有可靠性高、應(yīng)有范圍廣、無壓損、精度高等優(yōu)點。
排水口流量計是一種根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，管道內(nèi)的勵磁線圈產(chǎn)生磁場，被測介質(zhì)流過管道做切割磁力線，在兩個檢測電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其大小正比于流體的運動速度。測量管道通過不導電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。其電壓信號轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器處理后，再經(jīng)微處理器處理后，輸出與流量成線性關(guān)系的信號，供后位儀表供記錄、調(diào)節(jié)和控制使用，也可與上位機通訊（RS485）
二、排水口流量計測量精度
不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號與平均流速呈線性關(guān)系，因此測量精度高，一般為1%。
三、排水口流量計的特點
沒有可動部件和凸出于流體中的零件，具有很高的可靠性，用來測各種酸、堿、鹽溶液，礦漿、糖漿、污水、啤酒、麥汁、等導電流體的流量等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。另外由于其密封性能好，還可用于自來水和地下水道系統(tǒng)。
四、排水口流量計的優(yōu)點
測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動部件，因此傳感器壽命極長。傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。
五、攪拌葉片對流量測量的影響
排水口流量計示值以固定的頻率上、下跳動，我廠一段工藝流程如下圖所示：
母液經(jīng)排水口流量計從前一設(shè)備送向母液罐，儀表投運后，流量示值以固定頻率上、下跳動。DCS顯示屏上顯示的瞬時流量歷史曲線成一根很寬的帶子，現(xiàn)場檢查前后直管段長度及接地等安裝條件均符合要求，尚未查出原因。
一次偶然的機會，母液罐內(nèi)的攪拌器停止運轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)流量示值自己恢復穩(wěn)定，向操作者調(diào)查工藝操作上有何變化，才知母液罐內(nèi)的攪拌器停止轉(zhuǎn)動，進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此攪拌器是側(cè)壁安裝，而且其位置距安裝流量計的進料管口僅一米左右，很明顯攪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內(nèi)流速脈動。排水口流量計出口端到容器壁的距離L太近，大約1.5米，使流量計出口流速不穩(wěn)，流量計示值產(chǎn)生有規(guī)則的搖擺。然后將排水口流量計從A位置改到B位置，遠離原安裝位置10米，流量計示值穩(wěn)定。
六、示值脈動的危害
如上述流量脈動對儀表積算總量影響不大，因為攪拌器槳葉引起脈動頻率較低，其數(shù)值遠遠低于所選排水口流量計的激勵頻率，所以盡管流量示值大幅度周期擺動，但其準確度并無明顯變化，其影響僅僅是示值難以讀數(shù)和DCS中趨勢取現(xiàn)無法制作。
七、脈動幅度過大時如何處理
脈動劉德平均值如果離標尺上線不遠，則脈動峰值很容易超過上限而進入飽和區(qū)，導致儀表示值偏低，這時就須啟用排水口流量計的脈動流測量功能。具有脈動流測量能力的排水口流量計，當它選用較高的激勵頻率時，能對脈動流做出快速響應(yīng)，因此能對脈動流量進行測量，常用來測量往復泵。隔膜泵等的出口流量。
能用于脈動流測量的排水口流量計，通常在下列3個方面須作特殊設(shè)計，并在投運時作適當?shù)恼{(diào)試，即激勵頻率可調(diào)，流量計的模擬信號處理部分應(yīng)防止脈動峰值到來時進入飽和狀態(tài)，為了讀出流量平均值，應(yīng)對現(xiàn)實部分做平滑處理。
1、 激勵頻率的決定
以排水口流量計為例，該儀表的技術(shù)資料提出，當脈動頻率低于1.33時，可以采用穩(wěn)定流時的激勵頻率；當脈動頻率為1.33------3.33時激勵頻率應(yīng)取25Hz，顯然，激勵頻率要求雖然不很嚴格，但是必須與脈動頻率相適應(yīng)，太高和太低都是不利的。
2、 流量信號輸入通道飽和問題
脈動流的脈動幅值有時高的出奇，如果峰值出現(xiàn)時儀表的流量信號輸入通道進入飽和狀態(tài)，就如同峰值被消除，必將導致儀表示值偏低。
排水口流量計流量信號輸入通道的設(shè)計分兩檔，其中測量穩(wěn)定流時，A/D轉(zhuǎn)換器只允許輸入滿量程信號的150%，而測量脈動流流量時，允許輸入滿量程信號的1000%。因此，在測量脈動流流量時，編寫菜單應(yīng)指定流動類型為“PULSATING（脈動流）而不是”STEADY”（定常流）。
3、 時間常數(shù)的選擇
由于排水口流量計的測量部分能快速響應(yīng)脈動流流量的變化，忠實地反映實際流量，但是顯示部分如果也如實地顯示流量值，勢必導致顯示值上、下大幅度跳動，難以讀數(shù)，所以顯示應(yīng)取一段時間內(nèi)的平均值，其實現(xiàn)方法通常是串入一階慣性環(huán)節(jié)，選定合適的時間常數(shù)后，儀表就能穩(wěn)定顯示。但若時間常數(shù)選的太大，則在平均流量變化時，顯示部分應(yīng)遲鈍，為觀察者帶來錯覺。 儀表資料提出了計算時間常數(shù)t（s）的經(jīng)驗公式：t（s）=1000/N N-----每分鐘脈動次數(shù)。