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[自控流量仪表] 流量计量仪表的性能与选用

流量计量仪表的性能与选用

摘要: 本文着重分析了流量仪表的可靠性和测量精度,同时提出了流量仪表用于计量收费需要考虑的几个具体问题,文章最后简单地介绍了仪表的网络通讯,分析这些具体问题对供热单位有一定参考价值。
  关键词: 流量仪表 可靠性 测量精度 通讯网络 计量收费
  流量仪表在供热系统中具有极其重要的作用,特别是在当前市场经济条件下,蒸汽流量、燃气流量或热水热量采用贸易结算方式,流量仪表的测量就是计量收费的依据,因此要求具有很高的技术性能。
  近十年来,我国流量仪表使用得最多的还是孔板差压流量计和涡街流量计,这两种流量仪表都是被用户认可的流量仪表,但由于生产厂家不同,生产厂家掌握流量测量专业知识方面的差异和技术水平的参差不齐,导致市场上同类的孔板差压流量计和涡街流量计技术性能相差甚远,其中有相当部分不被认可,达不到贸易结算的要求。
  流量仪表能否达到贸易结算的要求,可以通过一些硬性指标来检验。这些硬性指标涉及到仪表的可靠性与测量精度问题,涉及到仪表对停电的处理、对超量程运行的处理、对系统故障的处理、对湿饱和蒸汽流量测量的处理和网络通讯问题等等。
  一、 流量仪表的可靠性及测量精度问题
  (一)流量仪表的可靠性
  流量仪表一般都是由一次仪表(如节流装置及涡街传感器)、变送器(如差压变送器、压力变送器、温度变送器),及二次仪表(如流量积算仪)组成,考察流量仪表的可靠性,应分别考察一次仪表、变送器及二次仪表的可靠性。以孔板差压流量计为例,孔板作为差压流量计的一次仪表,目前市场上有分体式和一体式两类结构,从使用情况看,一体式孔板要比分体式孔板可靠得多,为什么使用了近百年的分体式结构没有一体式孔板可靠呢?原因就在于分体式结构中,从前后环室至冷凝罐之间有两段碳钢材质的导压管和截止阀,碳钢材质的导压管运行一段时间后容易结垢而堵塞导压管,碳钢材质的截止阀和石棉垫片也容易堵塞。经常排污可以减少堵塞故障,但每排一次污,都需要较长时间才能稳定下来,这对于贸易结算是不合适的。相比之下,一体式孔板采用不锈钢加工而成,不容易结垢,也不用排污,使用多年都不会堵塞,可靠性高于分体式孔板。应当指出的是目前市场上有许多厂家的一体式孔板产品,由于三阀组和管接头的质量不过关,而存在微漏现象,少许的微漏将导致很大测量误差,这是绝对不允许的。
  除一次仪表外,变送器的质量在流量测量中也很重要,它们将被测流体介质的压力、温度及节流装置前后的差压信号转变成为4~20mA的标准电流信号,变送器的作用在于将不便于运算的物性参数转换成便于运算的电流信号输出。目前国内生产的这类产品,普遍存在性能不可靠,使用寿命短等缺点,因此流量仪表中配用的这些产品,必须严格挑选,否则会影响流量仪表的性能。孔板差压流量计的二次仪表,通常称为流量积算仪,近年来,流量积算仪均已智能化,只不过不同的生产厂家智能化的程度不同。由于用芯片代替原始的分离元件,可靠性得到了很大提高。目前市场上的流量积算仪大致分为万用型和专用型两种,万用型流量积算仪通过硬件设置,可与差压流量计、涡街流量计或其它流量计配用,可测量过热蒸汽、饱和蒸汽、气体及液体等不同介质的流量。专用型流量积算仪硬件设置少,不像万用型流量积算仪那样,任何流体介质都适用,对于不同的流体介质,需要更换软件。从仪表可靠性看,仪表内电子线路的集成度越高,芯片越少,器件越少,可靠性越高。因此,专用型流量积算仪的可靠性比万用型流量积算仪要高得多。
  同孔板差压流量计一样,考察涡街流量计的可靠性,也应从涡街传感器、变送器(压力变送器,温度变送器)及流量积算仪分别考察。涡街传感器将被测流体的流速转变成频率信号,频率信号与流速成比例,因此测取了频率就知道了流速。频率的测量方法有很多,最常用的有电容和压电晶体两种,我国涡街流量计生产厂大都使用后者。涡街传感器的可靠性是流量专业工作者经常谈论的话题,特别是国产涡街传感器的可靠性,谈论的更多。由于涡街传感器具有很多优点,近年来使用很多,但有部分国产涡街传感器可靠性差,经常出现的现象是出厂检验是合格的,但使用一段时间,如一或两年后,涡街传感器的压电晶体给不出信号或涡街传感器内的检测放大器无信号输出,造成整个涡街流量计无法使用,用这种流量仪表计量收费是不适合的。
  (二)流量仪表的测量精度
  流量仪表的测量精度在相关的国际标准和国家标准中是用不确定度来表示的,流量测量的不确定度相当于统计学中标准偏差的两倍,流量测量总的不确定度等于流量计算公式中各参数不确定度平方和的开方。由此可以看出,流量仪表的测量精度不是只看流量测量系统中某一部分的精度,如差压流量计的节流孔板和差压变送器、涡街流量计中的涡街传感器,而是整个流量测量系统。
  在谈论流量仪表的测量精度时,有些使用者错误地认为孔板差压流量计是老式流量仪表,测量精度低,其实这种说法是不正确的。实际上,几十年来孔板差压流量计在不断的演变和完善,过去无法解决的

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