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技术文章  

孔板流量计中降低差压信号衰减的方法


发布日期:2021-01-05 点击:75次
  差压变送器作为孔板流量计计量系统的一个主要环节,需要定期对其零点进行校准,如果出现零点漂移,会流量测得值出现误差。变送器在长时间的使用过程中,逐渐产生零点漂移,导致其测量的压力值出现误差,用这个不正确的压力值计算出的流量值随之出现误差。如果这种漂移呈现了负向的特征,那么压力变送器、差压变送器的测得值都会比实际值偏低,流量测得值随之偏低。反之,如果呈现了正向漂移的特征,流量测得值会偏高。为了及时发现并消除零点漂移问题,要定期检查变送器放空掉压力后示数是否归零,如果发现不归零情况要及时送修检定。
1、信号衰减对流量测得值的影响
  现场温度变送器、压力变送器和差压变送器的测量结果会通过信号电线传给流量计算机,在流量计算机里经过和其它参数联合计算得出流量值q。企业的各台孔板流量计的上述变送器距离流量计算机距离较远,距离在20m-40m不等。而上述变送器的输出信号为(4-20)mA的电信号,电信号在信号电线中的传输有衰减,衰减的程度和信号电线的长度、信号电线的老化程度有关。以压力变送器传递电信号的过程为例,假设压力变送器现场显示值为4.761MPa,通过信号电线远传到流量计算机后变成了4.760MPa,减小了0.021%,根据公式可以计算出流量测得值将因此偏小0.145%,这一偏差虽小,却实际存在,日积月累也是不可忽视的计量损失。例如某集气站日流量8.0×105m³,如果有上述信号衰减损失,就会导致年计量损失4.2318×106m³,相当于几百万元的经济效益。
  同理差压变送器、温度变送器的安装位置也距离流量计算机较远,也有可能产生来自信号电线的衰减误差。由公式可知,其中差压变送器的信号衰减损失原理和压力变送器的相同;温度变送器的信号衰减对流量测得值得影响较小一些,是由温度修正系数Ft的公式决定的。使用如图2.5所示的模拟运算程序分析温度值误差的影响,比用理论公式推导更准确。因为模拟运算程序和流量计算机使用相同的计算内核,模拟运算出的流量值就是流量计算机在模拟条件下会出现的流量值。例如,取温度为10℃,测量管道内表压为5.0MPa,外界大气压为101kPa,被测气体的相对密度为0.5546923,管道内径为150mm,孔板直径为80mm,差压变送器测得值是30kPa,那么计算出的流量值是25957.25Nm3/h;如果温度减小0.021%(这与上述压力衰减幅度相同,这样取值是为了更方便的把压力误差和温度误差对流量测得值的影响程度做比较)即温度为9.9979℃,那么根据公式计算出的流量值是25957.38Nm3/h,即流量测得值因为温度值变化而偏大了0.0005008%。所以,温度变送器因信号衰减产生的误差极小,约等于压力变送器、差压变送器因信号衰减产生误差的1/289。 
2、降低信号衰减的方法 
  目前孔板流量计常用两种方法减低信号衰减的影响:给日流量大(经济效益好)的压力仪表换用RS-458线传输。RS-458线把平衡发送和差分接收应用到信号值传输上,因此更能抗干扰、抗衰减。使用RS-485线传输的信号可以传递几十米至上千米也不会有衰减现象。但因为RS-458线为防干扰不能和电源线一同走线,并且原材料价格更高一些,在安装成本上比普通信号电线高,所以企业没有广泛采用RS-458线。另一种减低信号衰减的方法成本低但效果因人而异:人工微提高现场变送器输出到信号电线的电流值,用以抵消传输过程中的衰减。例如压力变送器现场显示4.761 MPa,人工设置压力变送器的远传出4.762 MPa的电信号,这样一来,在几十米外的流量计算机上接收到的电信号就约等于4.761 MPa。
 
 
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