微机控制发油系统中腰轮流量计的使用及误差分析

   2023-06-15 互联网2960
核心提示:1 前言 腰轮流量计具有安装简便、工作可靠、操作简单等优点,广泛应用于石油、化工等液体介质的容积测量。特别是在实现电远传集

      1 前言

      腰轮流量计具有安装简便、工作可靠、操作简单等优点,广泛应用于石油、化工等液体介质的容积测量。特别是在实现电远传集中控制、现场测量、微机控制发油系统中有着广阔的应用前景。

      2 腰轮流量计

      其主体部分是由壳体与壳体内的两个转子所构成,转子为一对腰轮,这对转子不是互相啮合滚动接触旋转,而是通过另外安装的一对导向齿轮带动平衡的腰轮转动,并送出月牙形空间的液体导向齿轮固定在轴承上,在壳体外相互啮合转动,而一对腰轮之间保持一定的微小间隙。由于测量元件运转不直接接触,即便长期运转磨损也很小,具有精度稳定的特点。腰轮流量计的转子与壳体、端盖也构成一封闭的容积,管道内的流体流过流量计时,转子每转1周就排出一定量容积的液体,腰轮转动的周数,通过齿轮、密封减速机构,带动计算、指示装置的动作,便可读出流过管道的液体容积数量,同时通过防爆流量转换器转换为电信号输入到计算机,以便微机自动控制。

      3 误差特性

      3.1 仪表误差

      3.1.1 流量误差特性

      仪表寿命决定了流量上限值,下限是由仪表误差所决定的。当流量维持在产品标定的范围内时,呈现稳定的误差值,也就是仪表的精度等级;在该区间以外的部分,误差急骤增大,仪表已无法正常工作。

      3.1.2 温度误差特性

      被测介质温度超过规定的指标时,金属材料受热膨胀而导致计量室体积相对改变,传动计算机构膨胀变形,均引起仪表误差增大。当温度超过一定数值后,甚至导致仪表“卡死”现象,仪表不能工作。

      3.1.3 粘度误差特性

      由于流量计的腰轮与壳体之间存在间隙,因此具有漏流量,漏流量的大小随粘度不同而变化。在高粘度流体流动时,漏流量变小,误差偏负;反之变大。例如发汽油的流量计出现精度偏差的现象多于发柴油的流量计,原因是汽油的粘度比柴油小。

      3.1.4 流量计误差特性

      流量计使用一段时间后,腰轮与壳体之间的间隙增大,齿轮容易磨损,导致流量计误差增大,有时大大超过了规定允许误差的范围。

      3.1.5 工作误差

      被测介质中混有气体、流量忽大忽小变化剧烈、管道强烈振动等。

      3.2 控制误差

      3.2.1 检测转换误差

      在由流量到电量的转换过程中,只要电路参数合理,并不存在转换精度问题。但是实际上,由于环境条件、管道工艺等诸因素的影响,在转换瞬间产生随机状态变化而引起电路误动作,产生误差。

      3.2.2 分辨误差

      设仪表的分辨率为1.0L/格,相应的转换单位为0.1L 脉冲,其最大分辨误差<1.0L,不能达到一般的精度要求。

      3.2.3 电气干扰误差

      在中性点接地的三相四线制供配电系统中,电器大多采用接地接零保护技术。由于微机直流工作电源地与外壳保护接地线共接大地,测量现场信号与微机间的通讯导线中有较大的干扰电流流过,周围环境中存在的杂散电流,大型供、用电设备等产生的强磁场、电火花干扰,都会引起电气干扰。干扰的程度取决于抗干扰电路的电气特性、源的类型、幅值及环境条件。     

      3.2.4 执行元件响应误差

      通常,执行机构大多采用电磁阀或气动阀,在其启闭过程中,使流过仪表理论的流量特性呈现如图1中的特性。图1中,△AOB的面积为仪表工作下限“死区”特性造成的;△CDE的面积是由执行机构响应时间特性引起的“过冲量” 这两部分的流量均不能被系统有效地计量,它们的大小主要受输入压力、介质粘度、管道内径及执行元件响应速度等因素控制。

流量计信息网内容图片

      4 解决方法

      4.1 正确安装设计

      (1)流量计安装管道的系统,必须避免气体进人系统中,不得产生蒸气,管道网中尽量不要有高点和气室,根据需要在流量计的前面安装气体分离器。
      (2)在流量计的前面必须装有合适可靠的过滤器,流经流量计的流量要小于额定值。
      (3)安装新流量计之前,必须对管路进行严格的清洗。
      (4)具体安装可参照流量计安装使用说明书进行。

      4.2 合理更换调差挂轮

      随着流量计的长期使用,腰轮与壳体之间的间隙增大,漏流量增大,导致流量计误差增大当大大超过流量计精度时,只要更换调差挂轮就能继续使用,这样既省时省钱,又能使基本误差恢复到规定的范围。引进产品挂轮调差表(部分)见表1,当检定出误差为正值时,则在负值栏找;误差为负值,则在正值栏找。如某LL型流量计经标准容器进行鉴定,误差为-0.76%。原挂轮系数41/51,从挂轮调差表中可选出系数为30/37挂轮更换即可。

表1 引进产品挂轮调差一览表(部分) 单位:% 

挂轮

调差量

挂轮

调差量

挂轮

调差量

41/50

-0.74

26/32

-0.18

25/31

-0.92

27/33

+0.52

43/53

-0.32

29/36

-1.03

40/49

+0.29

30/37

-0.39

33/41

-1.11

31/38

+0.23

34/42

-0.54

37/46

-1.18

44/54

+0.11

38/47

-0.67

41/51

-1.23

35/43

0

42/52

-0.77

45/56

-1.28

      4.3 控制误差的预防及补偿

      (1)采用高性能转换。
      (2)提高转换装置的分辨率。
      (3)信号源独立悬浮供电方式。
      (4)采用光电藕合器实现信号回路的连接。
      (5)加装适当的滤波电器或波形变换电路。
      (6)采用两段控制阀,以便消除水击现象和电磁阀滞后关闭而产生的“过冲量”增大。
      (7)充分利用微机资源,根据被测介质、执行元件特性,通过实验的方法取得一、二次表的差值预先补偿。


 
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