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浮子流量计精度的定义方法

来源: 江苏三普仪表有限公司

2012/9/8 9:46:06 2738

浮子流量计精度的定义方法,相对应测量介质的某*量,磁性浮子在测量管中对应一个浮子位置,这个浮子位置通过指示器中的经过精密充磁的磁耦合系统带动指针,由刻度盘和指针读出相应的流量值。
                              根据VDI/VDE3513标准,浮子流量计流量计算公式:
                             
                              式中:Qn为介质的质量流量;
                                       α   为与浮子形状、介质粘度有关的系数;
                                       Ds 为浮子直径;
                                       Ms 为浮子质量;
                                       g  为重力加速度;
                                       ρα 为介质密度;
                                       ρs 为浮子密度;
                                       η  为介质粘度。
                              由公式可以看出,流量刻度与介质密度、浮子密度成比例,与介质粘度有关。
                              3 浮子流量计精度的定义
                              目前,在国内金属管浮子流量计的市场上,有两种定义精度的方式。
                             
                        一种是采用国家行业标准JB/T6844-1993的定义方式。在这种方式中规定浮子流量计的基本误差如表1所示。
                        表1 
                              度等级1.01.52.02.5
                              基本误差限(%)±1.0±1.5±2.0±2.5

                              另外一种是采用德国工程师学会VDI/VDE3513的定义方式。在这种方式中规定:
                              Eα=(1/4E+3/4F)×K/100
                              式中:Eα为流量测量点误差:
                                       E 为测量点流量;
                                       F 为流量计满度流量;
                                       K 为精度等级。
                              由以上定义可以看出:

通用型智能金属浮子流量计设计
                           
                        本文开发了一种人机界面友好,具有流量自动修正功能,广泛适用于液体、气体及不同工况条件的通用型智能金属管浮子流量计。
                            1.1 配置参数设计
                            为提高计算精度,灵活进行参数配置以适应不同工况条件,将配置参数分为内部和外部参数两类。
                            1.1.1 内部参数配置
                           
                        内部参数包括浮子密度、口径、测量介质种类、测量范围以及本机仪表系数,由配置软件在出厂标定时设置。该软件运行于Windows平台,将浮子标定过程与内部参数配置融合为一体,其工作过程如下:
                            (1)设定编号、口径、标定点数、浮子密度和测量介质,为方便使用,可选是否正反行程标定;
                            (2)选择测量范围;
                            (3)开始实际标定,产生角位移传感器输出电压与标定点流量的对应列表;
                            (4)自动进行数据拟合,计算本机仪表系数,并将内部参数写入浮子流量计。
                           
                        计算机与智能金属管浮子流量计通讯采用异步串行通讯方式,由于通用串行通讯协议较复杂,因此。自定义了一种简化通讯协议,其帧格式为:

                           
                        其中,方向标志表示数据的传送方向。“>”为下行标志(0x3E),表示数据由计算机发送到智能浮子流量计;“<”为上行标志(0x3C),表示数据由智能浮子流量计发送到计算机。
                           
                        根据功能的不同,设计8种通讯帧,其中下行帧5种,分别为电压采集帧、写配置参数帧、读配置参数帧、写产品标识帧和读产品标识帧;上行帧3种,分别为电压上传帧、配置参数上传帧和产品标识上传帧。下行帧包括命令标志,上行帧省略命令标志。
                            1.1.2 外部参数设置
                           
                        外部参数包括被测介质密度、显示精度、显示单位和满量程流量,当测量介质为气体时,还需设置工况温度和工况压力。外部参数可由用户在使用过程中通过3个按键(功能键<F>、累加键<>和移动键<>)设置,因此,当管道中的测量介质和工况条件发生变化时,用户通过改变其参数即可保证测量的精度,且显示和输出与当前的实际流量相对应。
                            通过内部参数与外部参数配合使用,实现了该仪表生产过程与使用过程的通用性。
                            1.2 硬件设计
                           
                        硬件结构如图2所示,浮子的位置变化通过摆杆变为角度变化后,由电容角位移传感器转换为电压信号,微处理器通过内部集成的A/D转换器将该信号变为数字量进行流量计算并累计,将计算结果送液晶显示器显示,并通过控制PWM输出,将当前瞬时流量以4~20mA二线制方式远传;键盘用于外部参数设置;数字通讯接口与计算机连接进行内部参数设置。
                            1.2.1 电容角位移传感器设计
                           
                        根据浮子行程和摆杆长度,可确定zui大转角为3O゜,因此设计了如图3所示的电容敏感元件,其测量角位移范围O~45゜[2],为了减少电场边缘效应影响,实际使用中,电容敏感元件控制在5~35゜变化范围。

              金属管浮子流量计用于连续测量封闭管道中液体和气体的体积流量,结构简单、工作可靠、使用维护方便,能适应各种场合,因此广泛地应用于流量测量和工业过程控制中。
                           
                        流量计由传感器和指示器组成,除就地指示瞬时流量外,还可远传输出4~20mADC电信号,整体采用模块式组合设计,可在现场快速增加上下限开关
                        、流量累积功能 ,各功能单元板为插装结构,具有更换部件简单、方便、定位准确的特点。

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