流量计是工业测量领域不可或缺的仪表设备,但是影响流量计精度的因素有很多,比如检测环境,包括温度、湿度、气压等,检测方式:
1、机械磨损因素
一般新的流量计在经过一段时间磨合之后,齿轮之间的间隙是适合的,流量泄露是比较小的。但是在流量计使用2-3年后,齿轮的长期运动会造成一定的磨损,间隙变大,流量泄露也会变大、因此流量计在使用一段时间之后就要经常进行检查,对磨损的齿轮进行及时更换。
2、温度因素
当温度上升后,流量计中的齿轮间隙就会变大,流量计的泄露也会变大,但是还需要考虑的是温度上升计量空间的体积也会变大,介质受热膨胀等因素。
3、压差过大或者过小
当流量计的进出口之间的压力差比较小的时候,齿轮转速就会低,漏油量也会比较大;而当流量计的流量进出口之间的压力较大时,齿轮转速快,漏油量也会增加,误差自然也就比较大。因此只有将进出口压力控制在合适的范围内,才能减少误差。
4、介质粘度因素
当测量的介质粘度出现变化,测量数据也会变化,粘度增大时,漏油量小,误差小,粘度减小时,漏油量大,误差大。因此在使用流量计时要注意看测量介质是否符合流量计测量标准,要保持一致。
究其原因,就是流量这种变量比较脆弱,易受其他因素的影响,一旦有个风吹草动,它的立场就不坚定了。影响流量测量值最常见的两个因素是压力和温度,为了使流量的测量值更加接近实际值,需要对流量“进补”,把温度和压力的影响因素考虑进去,对流量的测量值进行修正补偿,从而得到更加准确的测量值,这就是我们通常所说的“温压补偿”。
温压补偿通常指仪表测量的数据是在温度25度,压力为一个标准大气压为条件下的结果,通常测量现场的温度和压力与标准有区别,所以一般仪表都能测量现场温度与压力,然后通过计算公式对测量结果进行自动补偿。
温压补偿使用的具体场合
1、测量气体时,需要温度压力同时补偿;气体一般都以标准状况体积流量结算。因为气体的体积流量温度或压力变化时,流量都会改变。
2、测量过热蒸汽时,需要温度压力同时补偿;蒸汽一般都以质量流量结算。因为温度或压力有任何一个发生变化,蒸汽的密度会发生改变,质量流量也随之改变。
3、测量饱和蒸汽时,需要单温度补偿或单压力补偿。饱和蒸汽的密度与温度或压力有一个固定的对应关系(饱和蒸汽密度表),知道其中的任何一个,都可以确定饱和蒸汽的密度。
4、测量液体时,一般不需要压力补偿,在5MPa以下,一般只考虑温度影响,为准确测量需要温度补偿。一般测量时,可以不使用任何补偿;测量一些碳氢化合物(如原油),一般需要温度压力同时补偿。
在PKS系统里,专门设计了用于流量补偿的功能块,如下所示:
- 顶部的F管脚用于连接补偿前的流量测量值
- 底部的PV值是补偿后的、准确的流量测量值
- 左边的管脚用于连接参与补偿的变量的测量值,用几个就连接几个,其他空着, 比如我们的温压补偿,就只使用P管脚和T管脚,把参与补偿的温度测量值连接到T管脚上,压力测量值连接到P管脚上。如下图所示:
流量补偿功能块里补偿系数的计算公式为:
其中
- P是压力的测量值
- P0是一个大气压的数值,是一个固定的数值
- P P0,即把测量的压力从表压转换绝压
- RP是参考压力,也叫做设计压力或者标准压力,通常由设计院或厂家给定
- T是温度测量值
- T0的值等于273.15,是一个固定的数值
- T T0,即把测量的温度从摄氏度转换为开式度
- RT是参考压温度,也叫做设计温度或者标准温度,通常由设计院或厂家给定
通过上述公式得到流量补偿系数后,用测量得到的原始流量值乘以补偿系数,就得到了修正后的流量值,即功能块的PV值,这个PV值可以作为后续流量累计、PID控制等功能块的输入。
PKS专家:
剑指工控—靳涛:
工控专家!22年DCS从业经验!曾任霍尼韦尔高级项目工程师以及PKS培训经理!丰富的DCS大型交钥匙工程实践经验!