自动化仪表-论文

我所知道的自动化仪表

----差压式流量计

差压式流量计的定义：差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

一，差压式流量计的结构原理

差压式流量计在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，在孔板前燃气稳定的向前流动，气体流过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落，即差压。差压的大小和气体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根成正比。

差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。

差压式流量计的优点:

(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;

(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;

(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。

差压式流量计的缺点:

(1)测量精度普遍偏低;

(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;

(3)现场安装条件要求高;

(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

差压式流量计的应用：

差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常

温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。

二，差压式流量仪表检定

1. 对差压式流量计的检定有：

（1）几何检验法

（2）系数检定

2. 计算公式

v=aA sqr2/j(p-q)

v--体积

j--液体密度

a--流量系数，与流道尺寸取压方式和流速公布有关

A--孔板开孔面积

p-q--压力差

3.传感器的各项基本误差

准确度等级0.5 1.0 1.5 2.5 5.0

基本误差限0.5 1.0 1.5 2.5 5.0

重复性上限0.25 0.5 0.75 1.25 2.5

二，差压式流量计的安装事项

1，节流件上游端面与管道轴线的垂直度不大于1°。

2，节流装置应安装在两段有恒定横截面积的圆筒形直管段之间，最短直管段长度随节流件形式、阻流件形式和直径比而异，节流装置安装在垂直管道上时，取压口的位

置在取压装置的平面上可任意选择；

3，节流装置安装在水平管道或倾斜管道上时，取压口的位置选择取决于被测介质的特性

4，导压管应按被测流体的性质使用耐压、耐腐蚀的材料制造，其内径不得小于6mm，长度最好在16m之内

5，节流装置安装前管道必须用高压蒸汽严格冲洗，防止运行时管内氧化物、焊渣等异物损坏节流件。

6，节流装置使用一段时间后，由于液体中有固体颗粒，气体中有液体小滴或其它杂质，尖锐的入口将被磨钝，从而使流出系数增大，造成附加误差，此时应考虑调换节流

件；另外，节流装置长期使用后，在孔板上游侧下角容易堆积污物，这会使流出系

数变化，因此要定期检查，排除污物。

三，以下介绍当前应用比较广泛的一种差压式流量计:TDF型多功能差压式流量计TDF型多功能差压式流量计

1 、流量计原理概述

TDF型多功能差压式流量计结构原理图

1.流量积算仪

2.正、负压室

3.差压传感器

4.压力传感器

5.温度传感器

6.三阀组

7.正、负压接管

此差压流量计集差压式流量检测元件（V锥或标准孔板）、温度传感器、压力传感器、差压传感器、差压式流量积算仪于一体，也可只集温度传感器、压力传感器、差压传感器、流量积算仪于一体，而差压式流量检测元件另行配套，带就地压力、差压和温度检测显示，并能按差压式流量检测元件的类型，针对所测量介质（可为天然气、蒸汽、煤气、压缩空气、氮气、氧气等普通气体、水等液体）的数学模型进行计算处理，直接检测显示所测量介质的流量和总量，对于天然气等普通气体，可直接显示标准体积流量和总量；对于蒸汽，可直接显示体积流量和总量、质量流量和总量以及热量流量和总量；对于水，可直接检测显示体积

流量和总量以及质量流量和总量。由于采用微功耗技术设计，可以由内电池供电长期运行，同时具有定标脉冲信号输出、RS485通信接口、4mA～20mA标准电流信号输出的多功能差压式流量计。

2 、主要特点：

●压力、温度、差压检测直接采用传感器信号，并进行非线性修正，准确度高。

●对差压传感器进行了温度和静压影响特性检测和补偿，工作温度范围宽，温度和静压影响小，测量精度高。

●一次流量检测元件可以采用V锥或标准孔板，由软件设置选择。

●测量介质可为天然气、蒸汽、煤气、压缩空气、氮气、氧气等普通气体、水等液体等，由软件设置选择。

●采用点阵液晶模块，全中文界面，操作方便。

●采用微功耗技术，内电池使用寿命达三年以上。

●信号外输端子与CPU系统实现电气全隔离设计，避免了工频等信号的干扰，抗干扰能力强。

●设计有独特的开关隔离电源，仅有外电源（24V或5V）流量计也可正常工作，包括两线制4~20mA方式。

●具备历史数据记录功能，可记录两年的日记录，记录参数包括时间、流量、总量等。

●两种脉冲输出方式可设定选择：标准流量成正比的频率信号（满度2000Hz）、定标脉冲信号（与ＩＣ卡控制器配套）。

●定标脉冲信号（与ＩＣ卡控制器配套）的脉冲宽度与单位脉冲代表体积量可根据需要设定，并具备电池欠压与关阀报警信号输出，可方便地与各IC卡控制器厂家的产品配套，操作方便，适应性强。

●仪表参数分有密码保护，安全可靠。

●采用RS485接口与上位机联网，一台上位机可带36台流量计，便于集中管理。

3 、安装及注意事项

1，安装

a、安装时应在无工艺介质或无工艺介质压力的条件下进行。

b、流量计应该避开振动源而安装，以免影响仪表正常工作。

c、流量计应该安装在人员容易到达并能获得合理实现视线的位置。

2，流量计接线

V+ 一外电源正极 V- 一外电源负极

A 一 RS485通讯线 B一 RS485通讯线

Io 一 4mA-20mA输出 PIo 一脉冲输出