一种新的差压式流量计标定方法.pdf

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1、检测与仪表化工自动化及仪表，2010，37(s)：66—68ControlandInstrumentsinChemicalIndustry一种新的差压式流量计标定方法王博h，董继先h，陆琦岫，董引娣2(1．陕西科技大学a．机电工程学院；b．资源与环境学院，西安710021；2．陕西科技大学附属中学，陕西咸阳712081)摘要：针对目前差压式流量计标定方法计算公式复杂，实流测量误差较大，为提高精度仍需实测校验的问题，经过对标定方法的研究，提出了广义流出系数的概念，根据流量和差压开方的比例关系，提出的新方法标定时无需经过流量公式

2、计算，仅需一次实流校验即可标定流量计。该方法标定精度比传统法高出3—5倍。简化了标定方法，提高了测量精度。关键词：差压式流量计标定；流出系数；广义流出系数；标定中图分类号：TH814文献标识码：A文章编号：1000．3932(2010)08-0066-031引言差压式流量计(简称DPF)是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知流体条件和检测件与管道的几何尺寸来检测流量的仪表。DPF由一次装置(检测件)、二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常按照检测件的形式对DPF进行分类，如孔板流量计、文丘里管流量计及均速管流量计

3、等。二次装置为差压变送器和显示及计算仪表，它已发展为三化(系列化、通用化、标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表。对于DPF，按照标准文件在设计、制造、安装和使用时，在已知其流出系数、可膨胀性系数、直径比等参数条件下，根据节流前后的差压即可确定其流量值并估算其测量误差一。。但是其计算过程相当的复杂，而且需要查表确定参数，计算结果用于实时测量还是存在测量误差。为解决计算问题，引入广义流出系数的概念，使其能够简单地实现DPF的标定和流量求解。2差压式流量计原理以孔板流量计为例，充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图

4、1所示，流束将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压降低，在节流件前后产生差压。流体流量越大，产生的差压越大，这样就能够根据差压来间接测量流量的大小⋯。流量方程：‰=l兰手掣衙胆1(1)√1一卢1吼；丛(2)吼5一P【zJC：缝【3】(3)叮理沧g驰=7辱}d2~／2△印，(4)~，1一芦’式中：qm——质量流量，kg／s；q，——体积流量，m3／s；C——流出系数，无量纲，是实际流量和理论流量之比，一般小于1；占——可膨胀系数，无量纲；卢——直径比，无量纲；d——工作条件下节流件的孔径，m；D——工作条件下上游管道内径

5、，m；AP——差压，Pa；P。——上游流体密度，kgim3；q宴际——实际流量；q理论——理论流量。图i差压式流量计原理3传统标定方法DPF在出厂时附有设计计算书H3，得到孔板流量计的参数，根据差压变送器(DP)测得差压，再将差压信号送至数显测控仪，数显测控仪经过运算后可得实时流量。在应用数显测控仪显示流量时，要根据差压变送器的量程计算得到数显测控仪的上限和下限，输入至数显测控仪，才能够在仪器上显示实时流量。其计算过程相当复杂，稍有不慎将导致错误。下面以孔板流量计为例按照此方法进行计算。(1)孔板流量计参数如表1所示。(2)

6、设定数显测控仪。在数显测控仪的信号输入选择“4—20mA开方信号”，差压变送器的量程为0—5kPa，因为流量正比于差压的开方，只要求得差压达到最大值时对应收稿日期：2010-06-30(修改稿)第8期王博等．一种新的差压式流量计标定方法·67·的流量，即可设定数显测控仪的上限。应用式(1)和式(2)，代入△P。。=5．okPa，△P幽=0kPa，可得需要设定的数显测控仪上限和下限分别为：■忑r—q=E=g一荔笋=12-5071(L／min)(5)V—ohmq。。=0(6)数显测控仪根据式(5)自动计算瞬时体积流量：g。5√赢

7、×12·5071(L／min)(7)上述的标定方法是先计算出正确的实际流量上限，再利用数显测控仪内部的开方功能实现实时的瞬时流量检测。理论上讲，对于标准的DPF，无需经过实流校验就能够获得令人满意的计量精度。实流校验如表2所示。表1设计参数被测介质密度P．管道内径D节流直径d直径比口水995．65ke,／m314am10film0．714286工作温度黏度弘常用差压△P一流出系数C常用流量q—。30℃0．7975MPa·s2．5kPaO．7202778．84396L／min表2传统方法实流测量流动状况显示流量／L·min。实

8、际流量／L-rain“差肜kPa测量精度／％大流量11．8914．724．54l23．4中流量lO．cr712．223．26321．4小流量5．786．581．06013．8针对本案，根据理论计算设定数显测控仪，检测的流量和实际的流量值有一定的测量误差，测量误差均在10％以上，几乎不能够满