1.簡(jiǎn)述

由于金屬管浮子流量計(jì)的堅(jiān)固可靠、測(cè)量穩(wěn)定,并與測(cè)量介質(zhì)的介電常數(shù)無關(guān),同時(shí)由于可以采用多種耐腐蝕材料制造測(cè)量傳感器等特點(diǎn),因此,這種產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于高溫、高壓或腐蝕性介質(zhì)以及氣體和蒸汽的測(cè)量。但是,基于測(cè)量原理上的特點(diǎn),流量刻度與介質(zhì)密度和粘度有關(guān),實(shí)際應(yīng)用過程中介質(zhì)條件的變化又經(jīng)常發(fā)生,因而實(shí)際使用浮子流量計(jì)時(shí),如何保證測(cè)量精度的準(zhǔn)確就顯得十分重要。

2.測(cè)量原理

如圖1所示,相對(duì)應(yīng)測(cè)量介質(zhì)的某流量,磁性浮子在測(cè)量管中對(duì)應(yīng)一個(gè)浮子位置,這個(gè)浮子位置通過指示器中的經(jīng)過精密充磁的磁耦合系統(tǒng)帶動(dòng)指針,由刻度盤和指針讀出相應(yīng)的流量值。根據(jù)VDI/VDE3513標(biāo)準(zhǔn),浮子流量計(jì)流量計(jì)算公式:

式中:Qm為介質(zhì)的質(zhì)量流量;

a為與浮子形狀、介質(zhì)粘度有關(guān)的系數(shù);

Ds.為浮子直徑;

Ms為浮子質(zhì)量;

g為重力加速度;

pa為介質(zhì)密度;

ps為浮子密度;

n為介質(zhì)粘度。

由公式可以看出,流量刻度與介質(zhì)密度、浮子密度成比例,與介質(zhì)粘度有關(guān)。

3.浮子流量計(jì)精度的定義

目前,在國(guó)內(nèi)金屬管浮子流量計(jì)的市場(chǎng)上,有兩種定義精度的方式。種是采用國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6844-1993的定義方式。在這種方式中規(guī)定浮子流量計(jì)的基本誤差如表1所示。

另外一種是采用德國(guó)工程師學(xué)會(huì)VDE3513的定義方式。在這種方式中規(guī)定

Ea=(1/4E+3/4F)×K/100

式中:Ea為流量測(cè)量點(diǎn)***誤差;

E為測(cè)量點(diǎn)流量;

F為流量計(jì)滿度流量;

K為精度等級(jí)。

由以上定義可以看出:

(1)兩種定義的方式不同。在VD/VDE標(biāo)準(zhǔn)中,給出的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)精度,都包含有滿量程刻度對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)精度的影響,在同樣的測(cè)量點(diǎn)上,與國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比,相應(yīng)提高了精度。

(2)意義不同。在國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,明確給出刻度是標(biāo)校介質(zhì)的量程(刻度),也就是說,此時(shí)的測(cè)量精度就是標(biāo)校條件下的測(cè)量精度,沒有給出實(shí)際測(cè)量介質(zhì)條件下的精度修正或補(bǔ)償。在VDI/VD標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確說明測(cè)量介質(zhì)是標(biāo)校介質(zhì)還是實(shí)際測(cè)量介質(zhì)。表2給出按照VDDE3513計(jì)算出的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的相對(duì)滿度值誤差。

4.精度與刻度的現(xiàn)狀

不同的企業(yè)由于執(zhí)行不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),因此所制造的浮子流量計(jì)會(huì)有不同的刻度顯示,同時(shí)產(chǎn)品的精度也會(huì)產(chǎn)生差異。目前,國(guó)內(nèi)絕大部分企業(yè)生產(chǎn)的浮子流量計(jì)是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其精度與量程(刻度)是定義在標(biāo)校條件下的,也就是說,精度和刻度是標(biāo)校條件下水或空氣的精度和刻度。國(guó)內(nèi)部分合資企業(yè)是按照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),例如VDVDE生產(chǎn)浮子流量計(jì)。由于采用和設(shè)備,特別是國(guó)外公司的計(jì)算軟件進(jìn)行刻度轉(zhuǎn)換,在刻度轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行密度與粘度的修正和補(bǔ)償,此時(shí),浮子流量計(jì)所顯示出的刻度是實(shí)際測(cè)量介質(zhì)的刻度,因此精度也是補(bǔ)償后的實(shí)際介質(zhì)刻度。

5.選型時(shí)應(yīng)注意的問題

(1)在選用浮子流量計(jì)時(shí),先要了解浮子流量計(jì)制造企業(yè)所執(zhí)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),特別是關(guān)于精度的規(guī)定和顯示刻度的規(guī)定,其次要了解產(chǎn)品的制造和技術(shù)水平。同時(shí),要結(jié)合流量測(cè)量中的工藝要求,特別是在測(cè)量或控制要求精度高、刻度顯示直觀、介質(zhì)粘度高的情況下,要選擇能夠直接顯示介質(zhì)流量,具有密度和粘度補(bǔ)償性能的浮子流量計(jì)。

(2)掌握準(zhǔn)確的工藝條件,提供準(zhǔn)確的介質(zhì)參數(shù)。因?yàn)榭潭鹊霓D(zhuǎn)換與校驗(yàn)是根據(jù)介質(zhì)條件完成的。

(3)選用合適的測(cè)量部件材質(zhì)。一般要選擇防腐蝕性能好的測(cè)量材質(zhì)。只有保證浮子和測(cè)量部件長(zhǎng)時(shí)間不受介質(zhì)的腐蝕,才能確保產(chǎn)品長(zhǎng)期工作在出廠時(shí)的精度要求。

(4)要選用能夠使正常工作流量在50%-80%的滿刻度的范圍內(nèi)。正常工作流量低于50%量程,使測(cè)量點(diǎn)上的***誤差增大,不利于控制精度。

6.保證測(cè)量精度

(1)選型或訂貨時(shí)要提供準(zhǔn)確的介質(zhì)條件。對(duì)于具有密度和粘度修正能力的制造企業(yè),這點(diǎn)尤其重要。因?yàn)?密度或粘度的差異,將直接影響流量刻度的校驗(yàn)。

(2)對(duì)于直接顯示標(biāo)校條件下水或空氣流量刻度的流量計(jì),盡可能要求制造企業(yè)提供校驗(yàn)數(shù)據(jù)和流量計(jì)算書,在實(shí)際使用儀表時(shí),要根據(jù)這些校驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算書手工進(jìn)行密度修正。修正的方式可以采用圖表法、表格法或在流量計(jì)算機(jī)或DCS上使用系數(shù)修正法。

(3)保證儀表安裝正確。垂直度是浮子流量計(jì)安裝時(shí)經(jīng)常被忽視的一點(diǎn),一般情況下,要保證垂直度在2度以內(nèi)。

(4)對(duì)于要求具有控制功能的浮子流量計(jì),盡量選用帶有通訊功能的產(chǎn)品。當(dāng)介質(zhì)條件變化時(shí),可以利用產(chǎn)品的通訊功能,現(xiàn)場(chǎng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整,ZUI大限度的保證產(chǎn)品精度。

(5)有條件的用戶,可以按照流量計(jì)制造企業(yè)提供的流量計(jì)算書和校驗(yàn)記錄重新對(duì)儀表進(jìn)行檢驗(yàn)。

7.周期檢定,保證精度的準(zhǔn)確

要想長(zhǎng)期保證浮子流量計(jì)的測(cè)量精度,周期對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢定是不可少的手段。一般條件下,浮子流量計(jì)的檢定通常采用直接用水或空氣進(jìn)行檢驗(yàn)。有兩個(gè)方面需要注意:

(1)如果流量計(jì)刻度上的介質(zhì)條件與檢定時(shí)的介質(zhì)條件相同,可采用直接進(jìn)行流量比對(duì)以計(jì)算精度;

(2)如果兩者的介質(zhì)條件不同,就需了解該產(chǎn)品是否具有密度和粘度修正功能。如果沒有修正功能,也要了解刻度變化的條件或計(jì)算公式,根據(jù)相應(yīng)的公式,才可以進(jìn)行系數(shù)計(jì)算。如果具有密度和粘度修正功能,應(yīng)要求制造企業(yè)提供計(jì)算方式或計(jì)算結(jié)果,利用正確地計(jì)算結(jié)果對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢定。