
德国VSEAPG1SC0N1流量计库存同时我们还经营:1.总体设计 气体涡轮流量计系统软件包括初始化程序、主程序、中断控制程序、流量、温度、压力检测程序以及键盘显示程序等。初始化程序主要完成单片机初始化和设置计数方式等。主程序主要通过查询标志位SET_RUN和OPERATE来判断程序是运行状态还是设置状态,然后调用相应的处理子程序。首先开全局中断,允许单片机响应所有中断源产生的中断请求;当单片机查询到标志位SET_RUN被置位时,就进入设置状态,对仪表系数进行设定;进入运行状态后还要查询标志位OPERATE是否被置位,被置位后就进行温度与压力的.A/D转换、流量的计算和数据的储存。中断程序用于查询定时时间,进入中断服务子程序完成流量采集、工作状况“下温度和压力采集,瞬时流量和累积流量的计算。系统主流程图如图3所示。2.流量温度压力信号采集 流量信号的采集主要通过计数器MR0中断服务程序完成,采用定时器模式,定时时间设为1so定时时间到,比较寄存器里面的内容,大于1s则对计数器IMR1读数,以获得流量信号的频率,并清零;小于1s,则加1后结束。 温度和压力信号的采集是通过PICI6F877单片机内部的ADC模块将其转换成数字量,采样完成后计算出温度和压力值,并将这两个数值在液晶屏上显示出来。3.键盘显示 设置3个键盘,利用电平变化中断功能来实现,采用延时去抖法,按键有效就进入按键处理程序。F表示功能键,用KI来表示,每按一-次表示在流量显示和温度、压力显示间切换,-表示移位键,用K2表示,↑为增加键,用K3表示。如果F+→(即Kl+K2)被按下,则设置标志位置1,主程序查询到其置1后,就进入设置状态。在该状态下,→(K2)键定义为移位键,以闪烁表示光标所在位,每.按一次,闪烁移到下一位,到最后一位回闪第一一位。↑(K3)定义为增加键,对光标所在位的数值进行修改,每按--次,循环增加一个定义单位,定义单位视参数类型而定。当程序查询到↑+→(K2+K3)被按下时,就把累积流量清零,并把标志位置1,当查询到F(K1)键被按下时,每按-一次,在流量显示和温度、压力显示之间切换。气体涡轮流量计采用段式液晶显示器LCM103来显示瞬时和累计流量,同时实时显示温度和压力"。f利用电磁感应原理,电磁流量计一般被用来测量流过管道中导电流体的流量。不管流体的性质如何,只要其具有微弱的导电性(电导率大于8X10-5Ss/m)即可进行测量。通常,油田三采注入的聚合物混合液的导电性能良好,符合这种测量条件。 如图1所示,根据电磁感应原理,当导电流体,在磁场强度为B的磁场中以速度V运动时,切割磁力线而产生电场E关系为 则在线形长度为L的a和b两点之间产生感应电动势Ɛab a、b两接收电极之间的距离L为已知常数,B为已知的磁场强度。故εab是V的单调函数,Ɛab随V变化而变化。而瞬时流量g等于流速V与导管截面积S(常数)的乘积,因此有 式中K一仪器常数, 只要通过电磁流量计电路测得Ɛab,即可得到对应的流量Q。电磁流量计在设定状态下(如何进入设定状态请参照前述操作),用▲或▼键上下翻屏查找,直到屏幕出现空管报警允许字样,按右键确认键确认进入空管报警允许设置,用▲键在允许、禁止选项中选择允许按右键确认键确认用▲键选择空管报警阈值设置,按右键确认键确认进入空管报警阈值设置,输入空管报警阈值,按右键确认键确认,按▲键选择空管量程修正设置,按右键确认键确认进入空管量程修正设置,输入空管量程修正值,按右键确认键确认返回。若按右键确认键不放持续3秒钟则直接返回到显示状态,若要继续设定其它参数按▲键。注①当仪表检测空管状态,此时又设置为空管报警允许则会将仪表输出和显示全部置为0②空管报警阈值设置是选择空管报警灵敏度范围的,最大阈值可设为999.9%超过该值意味着空管③空管量程修正是为测量相对电导率而用的,在传感器充满液体情况下,修正系数使电导比为一个确定值,该值范围为0~3.999例如,被测液体是水,其电导率约为100us/cm,修正系数可设为1空管报警阈值设置小于999.9%;当被测液体为酸碱盐其电导率大于100us/cm修正系数可设为小于1空管报警阈值设置小于999.9%,当被测液体电导率小于水的电导率时,修正系数可设为大于1空管报警阈值设置小于999.9%;这样才不会出现误报警。假若出现误报警可参照上述重新设置修正系数和空管报警阈值④报警提示:分体式电磁流量计在显示屏中间用空管字样表示,一体式在显示屏右上角用!表示。⑤若对空管量程修值和空管报警阈值不清楚最好选择空管报警关闭。电磁流量计传感器得到的测量信号很弱,一般为微伏、毫伏级别,要进行精确测量就需要对其进行放大处理。前置放大电路的作用就是把传感器得到的微弱的流量信号放大,同时还可以抑制变送器两电极对地之间存在的同相干扰。前面提到放大电路输入阻抗Ri和信号源内阻R5组成分压电路如图2.10。 为了降低电磁流量计信号源内阻的影响,放大电路要采用高输入阻抗。同时为了解决供电电源干扰耦合到输入回路所带来的工频干扰以及励磁磁场的交变变化所产生的其它干扰(共模干扰),我们采用差分电路来减少共模干扰的影响。线路如图2.11该电路特点是一个差分电路,只对两信号差值进行放大,它的差分能力用抑制比来表示。两个输入对地电位相异时的增益和电位相同时的增益之比即称为“抑制比",理想上抑制比可以无穷大。这样我们就能用这个电路测量传感器两个电极之间的电位,这样两电极对地的干扰电压(同相干扰)可以在放大时受到抑制。综合起来,此电路具有放大放大差模信号、抑制共模信号、输入阻抗高、输出阻抗低、失调小、温漂小、线性好和增益稳定可调等优点。 电磁流量计电路由三个放大器组成A1、A2、R1、R2和RG组成的第一级放大电路为同相放大电路,该电路实际是两电压跟随器,它们两个反相端由恐相连,具有非常高的输入阻抗,适合放大微信号;R3、R4、R5、R6和A3组成第二级基本差动放大器,它可以消除第一级的共模信号,整个电路通过对RG的改变来调整放大倍数。 按照差模和共模输入的定义,可将VI1和VI2表示为: 令运算放大器A1、A2、A3的输入失调电压分别为VI01、VI02、VI03,A1和A2相互失调电压为VI0,失调电流为VI0;其中VI0=VI01-VI02,这样简化得到图2.12。根据流量计设计要实现的功能,智能金属管浮子流量计的硬件系统实现方案如图2.1所示:本系统主要分为三部分:信号采集模块、信号处理模块以及输出和显示模块,下面将对这三个模块进行简要介绍。(1)信号采集模块:此模块用来实现信号采集功能,系统中核心要采集的是流量信号,除此之外,还需要采集温度和压力信号。这是因为当被测流体为蒸汽时,其密度随温度和压力的变化而变化。为了准确计算出流体的流量,必须要考虑温度和压力变化对流体密度的影响。因此,设计中要实现流量、温度以及压力三种信号的采集。(2)信号处理模块:信号处理模块的基本功能是实现信号的放大、滤波以及A/D转换。此外,系统中采用微控制器MSP430F149对采集信号进行计算、补偿,线性化等智能化处理。(3)输出及显示模块:设计中使用E2PR0M保存累积流量值以及仪表参数值,并将流量信号转换为4?20mA工业标准电流信号输出。同时,使用LCD实时显示瞬时流量和累积流量,最后将金属管浮子流量计测量结果通过CAN总线传送给上位机显示。德国VSEAPG1SC0N1流量计库存 智能金属管浮子流量计的软件设计采用模块化编程结构,主要包括三个部分:输入模块、控制模块、输出模块。所有程序代码均采用C语言编写。 输入模块主要包括数据采集、滤波、温度补偿、非线性补偿和数值计算等,总体采用定时器中断方式,程序流程图如图2所示。输入模块中的非线性补偿程序采用分段线性拟合的方式来实现。通过采集9组或11组流量信号,作为拟合直线的端点,当前采样值按数据大小得到拟合曲线段的斜率和初始数据,代入拟合方程即可得到修正后的流量数据。 控制模块包括键盘处理程序和看门狗程序,键盘处理功能是通过中断方式设置标志位在置入参数子程序中实现的。金属管浮子流量计在通过总线组网,实现.上位机组态调试的同时,通过键盘,可以就地调试。 输出模块包括显示程序和通信中断服务程序。通信中断服务程序流程图如图3所示。 高流速时,电磁流量计中的流体为湍流,且雷诺数越大,流体小尺寸结构越小。但流体整体向前的流速不会因为湍流而减小,这样的情况下可知电磁流量计流体中的非导电物体的尺寸更小。当含水率不变,非导电物体物质半径变小后对电磁流量计的整体流速分布不变、对流量计的磁场分布影响较小。根据式(1)可知,电磁流量计中非导电物质的半径大小对流量计的权重函数是有影响的。 当电磁流量计中心横截面内含有M(M=0,1,2.,-.)个油泡时传感器的权重函数分布情况,本文算例设定M=3权重函数分布情况计算方式。图1为电磁流量计传感器截面内存在3个球形油泡时的结构模型图。其中,x轴与y轴与图1描述--致,图1中只显示了测量区域部分,测量区域流体中存在3个油泡。y正半轴、负半轴与管壁的交点是流量计的电极位置。 图1中3个油泡相互不重叠,此时传感器内部感应电势仍满足Laplace方程。为了对该问题进行求解,需建立2种坐标系,一种是以传感器中心为原点建立的二维直角坐标系(x,y),另一种是以各个油泡中心为原点建立的M个二维极坐标系(ri,θi)。首先在二维直角坐标系下对该问题进行求解(本例M=3),求解感应电势方程时需借用一个辅助的格林函数G,G满足Laplace方程且边界条件 式中,R为电磁流量计半径的长度值;მG/an为电势在半径方向上的导数;δ(θ)为电势G在流量计管壁处所满足的条件,其值仅在电极表面处不为0。当流体中存在油泡时,G表达式为 式中,R为测量管的半径;x与y分别表示测量区域中的位置。 当电磁流量计流体中存在3个油泡时,G=G+G1+G2+G3图2显示了流量计流体截面中存在3个不重叠的油泡时,流量计截面内部权重函数wy分布图;从式(2)以及仿真图中可以发现油泡所在位置权重函数值是0。当然,存在多个油泡分布在不同位置流体中时权重函数分布情况也可以用上述方法计算。 仿真实验中,设定不同大小的非导电物质对电磁流量计权重函数进行仿真,如图3所示为不同大小非导电物质对电磁流量计权重函数的影响。图3中左边的分别为权重函数分布图,右边分别为权重函数等势图,其中R单位为cm。从图3中可见,当电磁流量计中的非导电物质半径越来越小,对电磁流量计的权重函数的影响就越小。 为了更清楚地揭示电磁流量计的权重函数与流量计中非导电物质半径之间的关系,定义c为非导电物质对流量计权重函数的影响的评价指标式中,Wxy为含有油泡等非导电物质时电磁流量计在测量区域坐标(x,y)的权重函数;Wxy0为电磁流量计不含非导电物质时测量区域坐标(x,y)的权重函数;A为权重函数区域(测量区域)。 图4为不同大小非导电物质对流量计权重函数的影响分析图。图4中横轴为非导电物质半径,纵轴为权重函数的影响因子c。从仿真结果可以看出流体中的非导电物质半径较小时,对电磁流量计的权重函数影响越小。在本例中,当流体中非导电物质小于0.02R时,对电磁流量计的权重函数分布几乎没有影响。德国VSEAPG1SC0N1流量计库存1.量程选择.当使用低量程的流量计时,仪表读数偏差会增加,而使用满量程时,若参数值波动较大,则会使测量值偏低。2.差压计零位,静压漂移,随环境改变示值超差。3.差压计读数误差的影响因素有:(1)双波纹管差压计安装时其倾斜度超标或安装不牢靠。(2)存在静压零位误差。(3)波纹管受腐蚀或泄漏。(4)四连杆机构摩擦过大。(5)记录笔在卡片上压得过紧,墨水管紧使笔尖不能正常工作。(6)差压计存在不规则的校验特性,且为不可修正,或可能存在校准误差。(7)记录曲线为人为手动补描。(8)记录卡片不规范,存在偏心引起流量计误差。(9)时钟走时不准。1.电磁流量计在浆液中的特别安装要求 首先,要对电磁流量计的特别安装要求进行分析,首先要了解此电磁流量计相对于其它一些流量计在特征方面有什么不同之处,电磁流量计的特点在于采用了法拉第的电磁感应定律,测量方法主要以直接测量的方式进行。并且,在测量结果上不受到流体密度、粘度、温度以及压力的影响,没有阻流件与相应的压力损失,同样也不会在高流速的情况下发生一些气体腐蚀的现象。不过,由于在实际的安裴过程中没有采用科学的安装方法以及严格安装电磁流量计的特别安装要求,部分电磁流量计极易在实际的运作中造成仪表测量误差的出现,严重的还会造成仪表的损坏。在进行电磁流量计的安装过程中,需要严格按照安装流程进行操作,由于现场操作的复杂性,为了确保电磁流量计可以在运行效果上达到一个较好的操作水平,可以进行三台以及电磁流量计的统一安装操作,在气化炉的顶部进行安装,从而进一步增强测量效果,同时延长流量计的前直管段的使用方式,以便解决加压泵在工作过程中造成的脉动影响。2.电磁流量计使用方法建议 在单机进行试车阶段,需要严格安装使用方式提示,禁止对电磁流量计进行送电。气化炉在停车后,需要对电磁流量计先进行停电操作,然后再对其进行清洗,主要足清洗其中的管线,避免因电磁流量计内部的传感器励磁形成的磁场吸附了电极周围的铁锈而造成最终清洗效果的降弱。在正常的运行阶段,如果发现电磁流量计发生-些波动或干扰现象的出现,需要对其原因进行分析,主要的原因可以概括为如下几个方面:第一为泵引发的波动因素,主要因为煤浆泵在某个工作时间内出现了异常工作效果,整体的流量值发生变化的可能性不大,但由于流量脉动的变化波动量也随之发生了较大的变化。第二为煤浆引起的波动,前文提到,煤浆属于混合物,其中不仅含有煤水化合物,还包括一些金属颗粒,随着这些金属颗粒含量的增多,尤其是电极周围堆积的金属颗粒随着电极压力的形成逐步增加,从而造成停车现象的出现。第三为电磁流量计输出信号的尖脉冲千扰,因为煤浆含有的大颗粒金属摩擦导致电极之间瞬间产生尖脉冲信号干扰,井且电磁流量计内部的传感器受到温度的影响,使得煤浆管线的冲洗难度不断增加。3.电磁流量计的特殊加工 在进行电磁流量计的特殊加工过程中,要使用锰合金等特殊材质的加工方法进行防护冲刷磨损套的制作。对一些电磁流量计的碳化效果,电磁干扰效果的主要作用是指在防护冲刷效果的基础.上,以电磁流量感应为防护基础,以电极防护标准作为碳化防护效果的主要依据,根据电磁流量计加工的特性,在实际的应用效果上进行特殊加工。针对铁磁性质的干扰,需要进行水煤浆磁过滤操作,在经济条件允许的情况下可以采用不锈钢的输送管道,并定期对电磁流量计内部进行检查与清理。针对电磁流量计的参数设定问题,不能按照最佳的安装条件时测定的参数进行,也不能牺牲灵敏度弥补脉动流造成的波动,建议整体的阻止时间不应操作三十秒这一区间范围。值得一"提的是,只有在进行防护检修的过程中,才能最终确定相应的电磁流量参数,应当建c起统一的标准积极发挥其计量参数的特长与优势。1.一般要求:●供电电缆与电磁流量计信号电缆分开铺设,电缆槽分开,穿线管分开.●电缆进入一次表采用挠性防爆软管或者波纹管进行保护.护线帽和密封接头要拧紧,必要时加防水胶带做二次保护.穿线管检查是否有毛刺,如果穿线管较粗,则采用防火胶泥进行封堵.●电缆在入口处留出U型弯,同时穿线管出线口要低于表头,防止雨水进入表头.●动力电缆如果为单股铜芯则可以不用压线鼻子,但是必须标识零线,火线及接地线及来线位置.●信号电缆一般为多芯软线,必须压线鼻子或者涮锡,同时标识位号及来线位置.在系统侧电缆留有一定余量,屏蔽层在系统侧单侧接地.●无论供电电缆还是信号电缆,在接线前必须进行校线.●现场一次表入水口及出水口双侧接地.接地线采用绿,黄双色线,确保接地牢靠,同时接地极为等电位.2.详细接线说明: 电磁流量计接线一般有以下几种信号:供电接线,4~20mA信号输出,上限报警输出,下限报警输出,通讯信号等●电磁流量计一般采用220V交流供电或者24V直流供电.本项目污水流量计采用220V交流供电.●该电磁流量计为四线制,自控系统卡件接收4~20mA信号按照四线制方式连接.●上,下限报警输出均为二次表内集电极开路输出,为无源输出,自控系统DI卡输出24V.实际设计时报警信号不接入自控系统,在自控系统内对瞬时流量设置高,低限报警值.●通讯信号一般采用485通讯.采用两线制带屏蔽通讯专用电缆.●如果采用脉冲信号,则需要自控系统提供脉冲卡件.本项目从成本角度考虑采用4~20mA信号.涡轮流量计作为速度式仪表,以动量矩守恒为基础,涡轮流量计基本力矩平衡方程为[1]: 式中 Tb一轴与轴承的粘性摩擦阻力矩(流动产生的力矩); Td一涡轮流量计转动的驱动力矩; Th一轮毂表面的粘性阻力矩; Tm一磁电阻力矩和轴与轴承的机械摩擦阻力矩之和; T1一叶片顶端与传感器外壳的粘性摩擦阻力矩; Tw一轮毂端面粘性摩擦阻力矩; J一涡轮的转动惯量; ɷ-涡轮转动的角速度。 当流速较低时,涡轮流量计处于静止状态,此时角速度ɷ非常低,接近于0,Tb和Tw也可以忽略不计。在这种情况下,式(1)可以简化为: 由式(2)可以看出提高驱动力矩是降低涡轮流量计启动排量的一-条捷径。如图1所示,传统涡轮流量计入口端是直管段和轴向导流片,流体流经涡轮叶片之前只有轴向速度,对涡轮的驱动力矩只是对涡轮叶片作用力的径向分力产生的力矩。因为涡轮叶片螺旋角为45°,如果将导流片改为螺旋角为-45°的螺旋导流片(图2),当流体进入导流片时会产生旋转,方向与涡轮叶片正交,使得流体在轴向流动速度不变的基础上增加了径向的旋转运动,流体的旋转方向与涡轮叶片的转动方向一致,在相同流量条件下,增加了流体对涡轮叶片的驱动力,实现降低启动排量和提高分辨率的目的,整体结构如图3所示。涡街流量计安装方式的选择 涡街流量计既可安装在水平管道上,也可安装在垂直管道上。 因为涡街流量计是一种速度式流量计,要实现准确测量,必须注意保证满管测量,故在水平管道上安装涡街流量计,一般应选择安装在管道的最低处,安装在垂直管道时,流体的流向应自下而上。 涡街流量计直管段要求 涡街流量计的安装对其前后直管段的要求是非常苛刻的,流量计上游要保证有10D~35D 的直管段(D为管道直径),流量计下游直管段应不小于5D,上游直管段长短视上游有无直角弯、扩大管、缩径管而定。 特别注意,在直管段满足要求的情况下,流量计应尽量选择安装在前后直管段尽量大的管道位置处,这样能够保证流量计上下游节流件所造成的紊流不致影响到流量计测量精度。涡街流量计安装位置的选择1)管道的强烈震动会对涡街流量计的测量产生一定的影响,故在选择涡街流量计安装位置时,应尽量避免安装在有强烈震动的管道上,以免影响测量精度.当管道有震动时,必须采取减震措施。2)工频干扰信号存在也会对涡街流量计的测量产生非常大的影响,工频信号会叠加到测量信号中去。故涡街流量计尽量避免安装在大功率电动机等存在的环境里,在此环境下,必须采取做好仪表接地,选用屏蔽电缆,信号的传输方式采用直流信号等措施消除工频干扰。3)涡街流量计漩涡发生体的迎流面必须正对着流体流动方向,安装时应特别注意,否则会产生非常大的偏差。4)在涡街流量计带有流量调节的系统中,涡街流量计即使满足直管段要求,也必须安装在调节阀前。否则调节阀产生的射流会对涡街流量计的测量产生影响,会出现阀门开小,流量反而增大的现象。 气体涡轮流量计是速度式流量计量仪表的一种,其传统结构(图1)主要由壳体、叶轮支架、轴承支架、叶轮轴、轴承叶轮、导流整流器、计数装置组成。当被检测气体经过气体涡轮流量计时,气体在导流整流器中被整流和加速,然后推动叶轮进行旋转,叶轮转动的速度和进过流量计的流体流速成正比,通过一系列的减速,最后由计数装置对叶轮转动的圈数进行累加,达到流量计计量的目的。 但是通过多年的实践发现,仪表的精度除了受零部件加工精度的影响以外,和轴承选用也有很大的关系,仪表要想保持长时间的稳定运行,轴承必须有足够的使用寿命,但是,对于进行维修和维护的仪表进行故障统计分析,大多是由于轴承的失效造成了仪表的损坏,对其进行受力分析(图2)表明,传统型的流量计结构在轴承的设计方面是一个薄弱环节。 叶轮受到气流的冲击,气流对叶轮除了产生驱动叶轮旋转的推力外,还会产生一个垂直于叶轮的推力F推力,为了维持平衡,固定轴承会受到一个由轴承支架提供的反作用力F反推力。固定轴承为了支撑叶轮及轴系本身的重力会受到-个压力N反推力,浮动轴承由于阻止叶轮以固定轴承为支点进行旋转会得到一个压力T",因此,固定轴承处在一个最恶劣的工作环境之下,经过长时间的运转,在缺少润滑的情况下,固定轴承的使用寿命大打折扣。特别是在高速运转情况下,垂直于叶轮的推力F推力也会随着转速的提高而提高,固定轴承的使用状况随之更加恶化。事实也正是如此,在维修的气体涡轮流量计中,离叶轮较近的固定轴承损坏几乎占到了100%,轴承最后只剩下了内圈外圈,叶轮也因此波及,仪表不得不进行关键部件的更换,及时发现故障并进行排除还好,如果没有及时发现,造成经济上的损失我们将无法弥补。为了改善固定轴承的使用环境,轴承所承受的支撑力我们无法改变,但是,我们可以想办法改善固定轴承所受到的反作用力F反推力,因此,引入了气体推力轴承的设计。
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