流量計技術和流量計類型多種多樣,加之測量對象復雜多樣,從根本上決定了流量計應用技術的復雜性。與傳統(tǒng)意義上的測量儀相比,流量測量儀的應用有很大的不同,它不只是簡單地安裝一臺流量測量儀,開表投運就一定能夠達到測量目的。流場測量與使用條件和工作環(huán)境密切相關,實驗室流量計可獲得極高精度,但在使用現(xiàn)場,一旦流體條件或環(huán)境條件發(fā)生較大變化,不僅不能保證精度,甚至可能不能正常測量。
其原因是多方面的,如選型不當、量程不當、上、下游直管段長度不足、安裝不當、液性與設計狀態(tài)偏差過大、工況條件超出允許值、脈動影響、振動等環(huán)境條件過于復雜等。所以流量的測量是一個系統(tǒng)問題,它包括檢測裝置,顯示裝置,前后直管段和輔助設備。但對流量測量應用技術的研究,還包括測量對象本身,僅靠測量對象的本體性能好并不能保證測量結(jié)果達到預期目的。
流量計的精度是指流量測量系統(tǒng)得到的精度,它與流量儀表本身的精度是有區(qū)別的。僅憑流量計自身性能良好、精度高,未必能達到測量精度高的要求。
為確保流量測量系統(tǒng)的精度,除合理選用、正確安裝調(diào)試、及時維修保養(yǎng)外,應用智能技術對流量測量部分可能產(chǎn)生的誤差進行適當?shù)难a償和修正也是一種有效的方法。比如補償液體的溫度膨脹系數(shù),補償氣體的溫度、壓力和壓縮系數(shù),補償壓差式流量計的雷諾數(shù)影響和流束膨脹系數(shù),補償各種流量計的流量系數(shù)的非線性,補償容積式流量計、渦街流量計的溫度影響,補償超聲流量計的速度分布,等等。采用系統(tǒng)的方法對檢測部分所固有的、依賴于檢測部分自身不能克服的誤差進行處理,從而達到消除或基本消除的目的。實際應用證明,該方法簡便有效,具有發(fā)展前景。
在線實流校準在保證測量精度的多種方法中占有重要地位。在此基礎上,對已檢定的流量計進行誤差修正,得到的檢定值雖然精度較高,但由于檢定值管道的參數(shù)條件不同于實際使用,所以檢定值流體的性質(zhì)與實際使用的流體的性質(zhì)存在差異,檢定值環(huán)境條件與實際使用的環(huán)境條件不同,從而導致了額外的使用誤差,降低了測量精度。實時實流校驗是解決這一問題的有效手段。比如在石油計量站建設過程中,就預留了標準體積管的接口處,接入標準體積管后,通過閥門切換,可實現(xiàn)對計量站內(nèi)各個流量計的在線實流校準。目前,還需要在天然氣分配站采用在線實流校驗方法。
用來安全聯(lián)鎖報警的流量儀表,如果不可靠,應聯(lián)鎖動作時不動作,容易釀成事故,不動作時亂動作,容易導致不應有的停產(chǎn),造成損失。在工業(yè)窯爐中,燃料流量計如不可靠,就會造成流道堵塞,容易引起燒爐熄火,釀成事故。工藝控制用流量儀表如不可靠,極易向調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出錯誤信號,造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈,影響生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性,影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和物耗,造成損失。用流量計計量財務結(jié)算,如果不可靠,很容易造成計量失準,引發(fā)計量糾紛,給企業(yè)帶來損失。單從以上幾個小例子就可以看出流量儀表可靠性的重要性。
改善流量計量可靠性的方法主要是提高儀器本身的可靠性,在可靠性設計中選用可靠性高的儀器。近幾年來,流量計的可靠性有了很大提高,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
儀器自身的可靠性已大大提高。
改善儀器的結(jié)構設計,提高系統(tǒng)的可靠性;如采用無斷流插入式結(jié)構,可更換流量計而不影響工藝操作。超聲波流量傳感器的裝夾結(jié)構,電磁流量計電極的壓片更換結(jié)構,渦街流量傳感器的管外超聲波探頭裝夾結(jié)構等,在儀器損壞后的維修過程中可大大縮短維修時間。
引進冗余技術。如果使用雙傳感器,并自動判斷傳感器是否正常,則將出現(xiàn)故障的那路信號排除掉。
采用自診斷技術,并通過現(xiàn)場總線將診斷結(jié)果發(fā)送到各操作站或?qū)S迷O備管理系統(tǒng)進行報警,以便及時發(fā)現(xiàn)故障,及早采取措施。
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