基于HART总线的双量程差压流量计.pdf

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1、基于HART总线的双量程差压流量计张宝良，等基于HART总线的双量程差压流量计DuaIRangeDifferentialPressureFIOwmeterBasedOnHARTBus旅室鱼1纪渡碑2纪锕2(中石化股份天津分公司1，天津300271；上海同欣自动化仪表有限公司2，上海200070)摘要：差压式流量计由于其自身的固有特点，量程比不够宽广。采用增设一台低量程差压变送器的方法，能有效地扩大量程比，但仍沿用4。20mA模拟量传送信号。由于信号要经过D／A和A／D两次转换，将会损失o．1％聆的准确度，因此采用数字信号传送的方式挽

2、回这一损失，使流量信号处理成为无差运算。该方法不仅提高了系统准确度、减小了零漂、降低了仪表功耗，而且节省了工程投资。这一方法也同样适用于单量程差压流量计。关键词：差压式流量计智能变送器双量程模数转换不确定度量程比H^J玎总线节能降耗中图分类号：TH814；’I鸭36文献标志码：ADoI：10．16086／j．cIll【i．i鹞n1000一0380．201608023A蛔呐lct：Di船rentialpre鸥ure(DP)Ⅱo岫eter触tIII_esaklwt衄ldo帅碍tiobec棚lseofitsiIllIerentch鼬cte

3、ristics．To田&西elyincrea∞itstIl】m(10’吼m面，a10werraIlgeDP昀nsnlinerisadded-aIld4～20mAisstillu∞d鹅呐nsmimIlgsigIlal．Bec叭∞twodmesofconversio璐。D／AaIldA／Dareneeded，tlleacc哪cymay10sebyO．1％黔．Byu＆ingdi矛talsigpalI￡IljslosscanbeavojdedI蛐d出e丑owsjg删畔essiJlg枷benoerroropemdon．ThisInetllod

4、notonlyiIIIpmvessystemaccuracy．reduces髓m蛐。decrea∞spowerco璐岫pdon-butal∞s吖esiIlVestnlentofpmject．11lismetllodisakoav8i1枷eiIlsi埘e珀JlgeDPno砌ete巧．1【e”咖也：【掰krentialpressurenowmeterSmartmmsminersDualrange删og—to—di季talconve璐ionUncen{血啊TumdownradoHARTbusEnergysaviIlg0引言差压式流量计是历

5、史最悠久、使用范围最广泛的流量计之一。几十年以来，虽然诞生了多种新型流量计，但由于差压式流量计的诸多优点，令其在很多领域仍具有突出的优势，应用仍然很广泛。人们在利用这种流量计优点的同时，也受制于其量程比不够宽广的缺点。因此，本文通过增设一台低量程差压变送器，组成双量程差压流量计，可有效地扩大量程比。在差压式流量计中，人们习惯于使用4—20mA模拟信号将变送器的输出信号传送到流量演算器(流量显示装置)。这在模拟仪表时代无可厚非，因为别无选择。但在变送器和流量演算器已经实现数字化的现在，仍然采用模拟信号传送，就显得不合时宜。为了实现模拟

6、信号的传送，需进行D／A转换和A／D转换，这两项转换要损失大约0．1％FS的精度，这对流量量程低段产生的影响非常大。因此，人们开始研究用数字通信的方法实现信号的传送。修改稿收到日期：2016—06—02。第一作者张宝良(1972一)，男，1992年毕业于中国计量学院力学计量测试专业。获学士学位，高级工程师；主要从事流体计量方向的研究。《自动化仪表》第37卷第8期加16年8月1差压流量计低量程点测量误差分析差压式流量计虽然应用很广泛，但存在量程比不理想的固有缺陷，这是由差压式流量计的测量原理决定的。差压式流量计的工作原理可用式(1)来

7、描述‘1一”。q。=后~／△P(1)式中：g。为质量流量，kg／s；△P为差压，Pa；Jj}为综合流量系数。流量和差压关系如图l所示。图1流量与差压关系图Fig．1Re№o璐螂betweenⅡow肌ddmrendalpre8sure图1中：当‰=100％FS时，△P=100％FS；当g。=50％Fs时，△P=25％Fs；而当9。=10％Fs时，差93基于HART总线的双量程差压流量计张宝良。等压只有差压上限的l％。目前，差压变送器准确度已经达到非常高的水平。0．065％准确度等级的差压变送器已被广泛使用，但仍不能满足所有的使用需求。

8、因为差压变送器的准确度等级是用引用误差表示的，将引用误差换算到示值误差就要除以测量值M。5J。例如在1％FS测量点：示值误差=引用误差／测量值=±0．065％FS／1％FS=±6．5％。而差压式流量计的系统不确定度是由六个因素合成的∞