影响质量流量计计量性能的主要因素和解决对策
发布时间:2023-04-23 15:00:23来源:hseauto.cn来源:..
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1、结构设计及优化
基于上述分析,应当着重解决影响科氏质量流量计工作稳定性和可靠性的有关干扰因素对传感器复合敏感结构的干扰机理。这就要从传感器双弹性弯管与激励单元的连接方式、弹性弯管上的定距板实现方式、分流器(汇流器)、连接底板、保护外壳体以及法兰连接件等多个环节进行深入研究和优化设计。
(1)激励单元连接方式与定距板连接方式的优化设计:谐振式科氏质量流量传感器的激励单元是保证其连续工作的基础,质量流量传感器的敏感结构中有一对完全对称的弹性弯管,它们在工作时应处于同步的、对称的反向振动。因此重点研究激励单元连接方式以及相应的微励方式对复合弹性敏感结构的影响:在此基础上对连接复合弹性敏感结构的 激励单元进行了优化设计。定距板也是影响复合弹性敏感结构的关键因素之一,同时也对传感器的测量灵敏度有着较大的影响。因此应在综合考虑传感器的测量灵敏度和工作稳定性的基础上对定距板的连接方式进行优化设计。
(2)分流器(汇流器)结构及其连接方式的优化设计:以复合弹性弯管敏感结构固有振动特性不受外界干扰影响为出发点,深入研究分流器(汇流器)结构及其连接方式对质量流量测量过程的影响。
(3)连接底板、保护外箱休结构及其参数的优化设计:谐振式科氏质量流量传感器复合敏感结构的工作模式对敏感结构的弯曲主振动的隔振是不利的。工程应用与试验研究表明:传感器的保护外箱体存在着与复合敏感结构的耦合谐振现象。这一耦合谐振现象正是引起传感器测量误差以及工作不稳定的重要表现形式。为此我们提出了正交连接的“柔性实现”的新思路,并进行了大量的试验研究。试验研究结果表明:所提出的“柔性连接”的新思路以及具体的实现方案连同上述其他相关的技术措施能够大大降低谐振式科氏质量流量传感器的“内部耦合振动”,同时也有效地降低了安装应力对传感器性能的影响。
2、安装应力
在质量流量计的安装过程中,如果流量计的传感器法兰与管道的中心轴没有对准(即传感器法兰与管道法兰不平行)或管道温度发生改变,管道所产生的应力会形成压力、扭力或拉力而作用到质量流量计的测量管上,引起检测探头的不对称性或变形,从而导致零点漂移,造成计量误差。
解决办法:
(1)流量计安装时严格遵守规范或标准。
(2)流量计安装完毕后,用手操器调出 “调零菜单”并记录出厂零点预设值,调零完毕后在观察此时零点值,如果两值之间差异较大(两值要保证在一个数量级),则说明安装应力较大,应重新安装。
3、环境振动及电磁干扰
质量流量计正常工作时,测量管是处于振动状态的,并且对外来振动非常敏感。如果在同一支撑平台上或附近区域存在其他振动源,振动源的振动频率会与质量流量计测量管的自身工作振动频率互相影响,引起流量计的异常振动和零点漂移,造成计量误差,严重时会导致流量计无法工作:同时由于传感器是通过激励线圈使测量管产生振动,如果流量计附近有较大的磁场干扰,也会对测量结果造成较大影响。
解决办法:目前随着质量流量计的制作工艺和技术的不断提高,但这并不能从根本上消除干扰,因此质量流量计在设计安装时应远离大型变压器、电动机等产生较大磁场的设备,防止干扰其激励磁场。当无法避免振动干扰时,采取与振动管间用柔性管连接或隔离振动的支撑架等措施,使流量计与振动干扰源隔离。
4、测量介质压力的影响
当操作压力与检定压力相差较大时,由于测量介质压力的变化会影响测量管绷紧程度和布登效应的程度,破坏测量管的对称性,从而引起传感器流量和密度的测量灵敏度改变,对于要求高谁确度计量的地方,这一点还是不能忽视的。
解决办法:我们可以通过对质量流量计进行压力补偿和带压零点调校来消除或减少这一影响。共中压力补偿的组态有两种方法:
(1)如果操作压力是一个已知的固定值,则可以在质量流量计变送器上输入外部压力值进行补偿。
(2)如果操作压力变化较为显著,可以进行质量流量计变送器组态,来轮询一个外部压力测量设备,通过此外部压力测量设备获得实时动态压力值进行补偿。注意:在组态压力补偿时,必须提供流量检定压力。
5、测量介质密度与粘度的影响
测量介质密度的变化会直接影响流量测量系统,从而使流量传感器的平衡发生变化,引起零点偏移:而介质粘度会改变系统的阻尼特性,导致零点偏置。
解决办法:尽量使用在测量单一或几种密度差异不大的介质。
6、测量管损蚀
质量流量计的使用中,由于流体的腐蚀、外界的应力、异物进人等作用,对测量管直接造成损蚀,影响测量管的性能,导致测量不准确。
解决办法:流量计前端建议安装相应的过滤器,以防止异物进入,安装时尽量减小安装应力。另外,增加壁厚会使管子更具有刚性,也增加了活动时管子的固定质量减少了流体中夹杂气体时,由于其分布的不均匀引起比重变化对管子振动的影响,同时增强了流量管的耐压,耐磨性,但会降低系统弹性,影响测量的灵敏性。
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