金屬管浮子流量計的測量精度與保證措施

1.簡(jiǎn)述

由于金屬管浮子流量計的堅固可靠、測量穩定,并與測量介質(zhì)的介電常數無(wú)關(guān),同時(shí)由于可以采用多種耐腐蝕材料制造測量傳感器等特點(diǎn),因此,這種產(chǎn)品可以廣泛應用于高溫、高壓或腐蝕性介質(zhì)以及氣體和蒸汽的測量。但是,基于測量原理上的特點(diǎn),流量刻度與介質(zhì)密度和粘度有關(guān),實(shí)際應用過(guò)程中介質(zhì)條件的變化又經(jīng)常發(fā)生,因而實(shí)際使用浮子流量計時(shí),如何保證測量精度的準確就顯得十分重要。

2.測量原理

如圖1所示,相對應測量介質(zhì)的某流量,磁性浮子在測量管中對應一個(gè)浮子位置,這個(gè)浮子位置通過(guò)指示器中的經(jīng)過(guò)精密充磁的磁耦合系統帶動(dòng)指針,由刻度盤(pán)和指針讀出相應的流量值。根據VDI/VDE3513標準,浮子流量計流量計算公式:

式中:Qm為介質(zhì)的質(zhì)量流量;

a為與浮子形狀、介質(zhì)粘度有關(guān)的系數;

Ds.為浮子直徑;

Ms為浮子質(zhì)量;

g為重力加速度;

pa為介質(zhì)密度;

ps為浮子密度;

n為介質(zhì)粘度。

由公式可以看出,流量刻度與介質(zhì)密度、浮子密度成比例,與介質(zhì)粘度有關(guān)。

3.浮子流量計精度的定義

目前,在國內金屬管浮子流量計的市場(chǎng)上,有兩種定義精度的方式。種是采用國家行業(yè)標準JB/T6844-1993的定義方式。在這種方式中規定浮子流量計的基本誤差如表1所示。

另外一種是采用德國工程師學(xué)會(huì )VDE3513的定義方式。在這種方式中規定

Ea=(1/4E+3/4F)×K/100

式中:Ea為流量測量點(diǎn)***誤差;

E為測量點(diǎn)流量;

F為流量計滿(mǎn)度流量;

K為精度等級。

由以上定義可以看出:

(1)兩種定義的方式不同。在VD/VDE標準中,給出的各個(gè)測量點(diǎn)精度,都包含有滿(mǎn)量程刻度對各個(gè)測量點(diǎn)精度的影響,在同樣的測量點(diǎn)上,與國家行業(yè)標準相比,相應提高了精度。

(2)意義不同。在國家行業(yè)標準中,明確給出刻度是標校介質(zhì)的量程(刻度),也就是說(shuō),此時(shí)的測量精度就是標校條件下的測量精度,沒(méi)有給出實(shí)際測量介質(zhì)條件下的精度修正或補償。在VDI/VD標準中沒(méi)有明確說(shuō)明測量介質(zhì)是標校介質(zhì)還是實(shí)際測量介質(zhì)。表2給出按照VDDE3513計算出的各個(gè)測量點(diǎn)上的相對滿(mǎn)度值誤差。

4.精度與刻度的現狀

不同的企業(yè)由于執行不同的產(chǎn)品標準,因此所制造的浮子流量計會(huì )有不同的刻度顯示,同時(shí)產(chǎn)品的精度也會(huì )產(chǎn)生差異。目前,國內絕大部分企業(yè)生產(chǎn)的浮子流量計是按照國家標準或在國家標準基礎上制定自己的企業(yè)標準,其精度與量程(刻度)是定義在標校條件下的,也就是說(shuō),精度和刻度是標校條件下水或空氣的精度和刻度。國內部分合資企業(yè)是按照國外標準,例如VDVDE生產(chǎn)浮子流量計。由于采用和設備,特別是國外公司的計算軟件進(jìn)行刻度轉換,在刻度轉換過(guò)程中進(jìn)行密度與粘度的修正和補償,此時(shí),浮子流量計所顯示出的刻度是實(shí)際測量介質(zhì)的刻度,因此精度也是補償后的實(shí)際介質(zhì)刻度。

5.選型時(shí)應注意的問(wèn)題

(1)在選用浮子流量計時(shí),先要了解浮子流量計制造企業(yè)所執行的產(chǎn)品標準,特別是關(guān)于精度的規定和顯示刻度的規定,其次要了解產(chǎn)品的制造和技術(shù)水平。同時(shí),要結合流量測量中的工藝要求,特別是在測量或控制要求精度高、刻度顯示直觀(guān)、介質(zhì)粘度高的情況下,要選擇能夠直接顯示介質(zhì)流量,具有密度和粘度補償性能的浮子流量計。

(2)掌握準確的工藝條件,提供準確的介質(zhì)參數。因為刻度的轉換與校驗是根據介質(zhì)條件完成的。

(3)選用合適的測量部件材質(zhì)。一般要選擇防腐蝕性能好的測量材質(zhì)。只有保證浮子和測量部件長(cháng)時(shí)間不受介質(zhì)的腐蝕,才能確保產(chǎn)品長(cháng)期工作在出廠(chǎng)時(shí)的精度要求。

(4)要選用能夠使正常工作流量在50%-80%的滿(mǎn)刻度的范圍內。正常工作流量低于50%量程,使測量點(diǎn)上的***誤差增大,不利于控制精度。

6.保證測量精度

(1)選型或訂貨時(shí)要提供準確的介質(zhì)條件。對于具有密度和粘度修正能力的制造企業(yè),這點(diǎn)尤其重要。因為,密度或粘度的差異,將直接影響流量刻度的校驗。

(2)對于直接顯示標校條件下水或空氣流量刻度的流量計,盡可能要求制造企業(yè)提供校驗數據和流量計算書(shū),在實(shí)際使用儀表時(shí),要根據這些校驗數據和計算書(shū)手工進(jìn)行密度修正。修正的方式可以采用圖表法、表格法或在流量計算機或DCS上使用系數修正法。

(3)保證儀表安裝正確。垂直度是浮子流量計安裝時(shí)經(jīng)常被忽視的一點(diǎn),一般情況下,要保證垂直度在2度以?xún)取?/p>

(4)對于要求具有控制功能的浮子流量計,盡量選用帶有通訊功能的產(chǎn)品。當介質(zhì)條件變化時(shí),可以利用產(chǎn)品的通訊功能,現場(chǎng)對信號進(jìn)行調整,ZUI大限度的保證產(chǎn)品精度。

(5)有條件的用戶(hù),可以按照流量計制造企業(yè)提供的流量計算書(shū)和校驗記錄重新對儀表進(jìn)行檢驗。

7.周期檢定,保證精度的準確

要想長(cháng)期保證浮子流量計的測量精度,周期對產(chǎn)品進(jìn)行檢定是不可少的手段。一般條件下,浮子流量計的檢定通常采用直接用水或空氣進(jìn)行檢驗。有兩個(gè)方面需要注意:

(1)如果流量計刻度上的介質(zhì)條件與檢定時(shí)的介質(zhì)條件相同,可采用直接進(jìn)行流量比對以計算精度;

(2)如果兩者的介質(zhì)條件不同,就需了解該產(chǎn)品是否具有密度和粘度修正功能。如果沒(méi)有修正功能,也要了解刻度變化的條件或計算公式,根據相應的公式,才可以進(jìn)行系數計算。如果具有密度和粘度修正功能,應要求制造企業(yè)提供計算方式或計算結果,利用正確地計算結果對產(chǎn)品進(jìn)行檢定。