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孔板流量計中降低差壓信號衰減的方法 |
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| 發(fā)布日期：2021-01-05 點擊：1650次 |
差壓變送器作為孔板流量計計量系統(tǒng)的一個主要環(huán)節(jié)，需要定期對其零點進行校準(zhǔn)，如果出現(xiàn)零點漂移，會流量測得值出現(xiàn)誤差。變送器在長時間的使用過程中，逐漸產(chǎn)生零點漂移，導(dǎo)致其測量的壓力值出現(xiàn)誤差，用這個不正確的壓力值計算出的流量值隨之出現(xiàn)誤差。如果這種漂移呈現(xiàn)了負向的特征，那么壓力變送器、差壓變送器的測得值都會比實際值偏低，流量測得值隨之偏低。反之，如果呈現(xiàn)了正向漂移的特征，流量測得值會偏高。為了及時發(fā)現(xiàn)并消除零點漂移問題，要定期檢查變送器放空掉壓力后示數(shù)是否歸零，如果發(fā)現(xiàn)不歸零情況要及時送修檢定。
1、信號衰減對流量測得值的影響
現(xiàn)場溫度變送器、壓力變送器和差壓變送器的測量結(jié)果會通過信號電線傳給流量計算機，在流量計算機里經(jīng)過和其它參數(shù)聯(lián)合計算得出流量值q。企業(yè)的各臺孔板流量計的上述變送器距離流量計算機距離較遠，距離在20m-40m不等。而上述變送器的輸出信號為（4-20）mA的電信號，電信號在信號電線中的傳輸有衰減，衰減的程度和信號電線的長度、信號電線的老化程度有關(guān)。以壓力變送器傳遞電信號的過程為例，假設(shè)壓力變送器現(xiàn)場顯示值為4.761MPa，通過信號電線遠傳到流量計算機后變成了4.760MPa，減小了0.021%，根據(jù)公式可以計算出流量測得值將因此偏小0.145%，這一偏差雖小，卻實際存在，日積月累也是不可忽視的計量損失。例如某集氣站日流量8.0×105m³，如果有上述信號衰減損失，就會導(dǎo)致年計量損失4.2318×106m³，相當(dāng)于幾百萬元的經(jīng)濟效益。
同理差壓變送器、溫度變送器的安裝位置也距離流量計算機較遠，也有可能產(chǎn)生來自信號電線的衰減誤差。由公式可知，其中差壓變送器的信號衰減損失原理和壓力變送器的相同；溫度變送器的信號衰減對流量測得值得影響較小一些，是由溫度修正系數(shù)Ft的公式?jīng)Q定的。使用如圖2.5所示的模擬運算程序分析溫度值誤差的影響，比用理論公式推導(dǎo)更準(zhǔn)確。因為模擬運算程序和流量計算機使用相同的計算內(nèi)核，模擬運算出的流量值就是流量計算機在模擬條件下會出現(xiàn)的流量值。例如，取溫度為10℃，測量管道內(nèi)表壓為5.0MPa，外界大氣壓為101kPa，被測氣體的相對密度為0.5546923，管道內(nèi)徑為150mm，孔板直徑為80mm，差壓變送器測得值是30kPa，那么計算出的流量值是25957.25Nm3/h；如果溫度減小0.021%（這與上述壓力衰減幅度相同，這樣取值是為了更方便的把壓力誤差和溫度誤差對流量測得值的影響程度做比較）即溫度為9.9979℃，那么根據(jù)公式計算出的流量值是25957.38Nm3/h，即流量測得值因為溫度值變化而偏大了0.0005008%。所以，溫度變送器因信號衰減產(chǎn)生的誤差極小，約等于壓力變送器、差壓變送器因信號衰減產(chǎn)生誤差的1/289。
2、降低信號衰減的方法
目前孔板流量計常用兩種方法減低信號衰減的影響：給日流量大（經(jīng)濟效益好）的壓力儀表換用RS-458線傳輸。RS-458線把平衡發(fā)送和差分接收應(yīng)用到信號值傳輸上，因此更能抗干擾、抗衰減。使用RS-485線傳輸?shù)男盘柨梢詡鬟f幾十米至上千米也不會有衰減現(xiàn)象。但因為RS-458線為防干擾不能和電源線一同走線，并且原材料價格更高一些，在安裝成本上比普通信號電線高，所以企業(yè)沒有廣泛采用RS-458線。另一種減低信號衰減的方法成本低但效果因人而異：人工微提高現(xiàn)場變送器輸出到信號電線的電流值，用以抵消傳輸過程中的衰減。例如壓力變送器現(xiàn)場顯示4.761 MPa，人工設(shè)置壓力變送器的遠傳出4.762 MPa的電信號，這樣一來，在幾十米外的流量計算機上接收到的電信號就約等于4.761 MPa。
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