流量測(cè)量方法考慮因素分析
1.關(guān)于性能要求和儀表規(guī)范使用方面的考慮
測(cè)量方法確定后,在性能要求方面選擇儀表考慮的內(nèi)容有:瞬時(shí)流量、總量、{**}確度、重復(fù)性、線性度、流量范圍和范圍度、壓力損失、輸出信號(hào)特性和響應(yīng)時(shí)間等。不同測(cè)量對(duì)象有不同的測(cè)量目的,在儀表性能方面各有自己的側(cè)重點(diǎn)。例如商貿(mào)核算業(yè)務(wù)和儲(chǔ)運(yùn)業(yè)務(wù)對(duì){**}確度方面要求較高;連續(xù)測(cè)量過程控制,通常只對(duì)可靠性、重復(fù)性、范圍度有要求,而對(duì)測(cè)量{**}確度的要求放在次要的地位;批量配比生產(chǎn)方面,則希望儀器儀表有好的{**}確度。
1){**}確度方面。流量?jī)x表說明所定的{**}確度等級(jí),在某一較寬流量范圍內(nèi)合適,如果限制條件在某一特定流量或限制很小的流量范圍,假如用渦輪流量計(jì)進(jìn)行桶裝分發(fā),只有在閥門全開情況下啟用,流量基本恒定,或僅在很小范圍內(nèi)變化,這時(shí)使用的測(cè)量{**}確度可能比規(guī)定值高。
2)響應(yīng)時(shí)間方面。在脈動(dòng)流動(dòng)場(chǎng)所使用方面,要注意儀表對(duì)流動(dòng)階躍變化的響應(yīng)。某些使用場(chǎng)所要求儀表輸出跟隨流動(dòng)變化,而另一些為獲得平均水平,則只要求有較慢響應(yīng)的輸出。瞬態(tài)響應(yīng)通常以時(shí)間常數(shù)或響應(yīng)頻率表示,其值前者從幾毫秒到幾秒,后者在數(shù)百赫茲以下,配用顯示儀表延長(zhǎng)了響應(yīng)時(shí)間。
2.經(jīng)濟(jì)方面的因素
只考慮儀表的購買成本是不夠的,還應(yīng)調(diào)查其他費(fèi)用。附件購置費(fèi)、安裝費(fèi)、維護(hù)和流量檢定費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和備用件費(fèi)用都是要考慮的范圍。
1)運(yùn)行費(fèi)用方面。流量?jī)x表運(yùn)行費(fèi)用主要是工作時(shí)能量消耗,包括電動(dòng)儀表內(nèi)部的電力消耗和氣動(dòng)儀表的氣源耗能,以及測(cè)量過程中推動(dòng)流體通過儀表所消耗的能量。泵送費(fèi)用是一個(gè)隱蔽性費(fèi)用,往往被忽視。差壓式儀表差壓裝置產(chǎn)生的壓差,很大一部分不能恢復(fù),容積式和渦輪式儀表也有相當(dāng)阻力。全通道無阻礙的電磁式和超聲式此項(xiàng)費(fèi)用可視為零。插入式儀表應(yīng)用與大管徑,由于阻塞比小,壓力損失亦可忽略,超過500 mm的儀表選用低壓損或無壓損儀表。
2)維護(hù)費(fèi)用方面。維護(hù)費(fèi)用是儀表安裝投入使用后,保持測(cè)量系統(tǒng)正常工作所需要的費(fèi)用,含備用件費(fèi)和維護(hù)勞務(wù)。沒有運(yùn)動(dòng)部件的儀表需要檢視,有運(yùn)動(dòng)零部件的儀表則需要較多維護(hù)工作,比如外夾式超聲波流量計(jì)安裝后期的的維護(hù)量非常小,因?yàn)榱髁坑?jì)沒有無件與流體直接接觸,但是有和類型的儀表則不行。
3.關(guān)于流體特性方面
各類流量?jī)x表總會(huì)受到流體特性中的某一種或幾種因素的影響,所以流體的性能在很大程度上限制著待選儀表的型式。所選擇測(cè)量方法和儀表不僅要適應(yīng)被測(cè)流體的性能,還要考慮在測(cè)量過程中流體性能某一參量變化的影響。
1)流體溫度和壓力方面。必須認(rèn)真界定流體的工作壓力和工作溫度,特別在測(cè)量氣體時(shí),溫度壓力變化造成過大的密度變化,可能會(huì)改變測(cè)量方法。如溫度或壓力變化造成較大流動(dòng)特性變化,而影響測(cè)量準(zhǔn)確度等性能時(shí),必要進(jìn)行溫度和壓力修正,而且要確切知道壓力、溫度的大值和小值。
2)粘度和潤(rùn)滑性方面。對(duì)不同類型流量?jī)x表范圍度的影響,粘度各有不同影響。對(duì)大部分容積式儀表,粘度增加范圍度擴(kuò)大,而渦輪式和渦街式儀表則相反,粘度增加范圍度縮小。通常認(rèn)為高粘度液體有好的潤(rùn)滑性。潤(rùn)滑性對(duì)有活動(dòng)測(cè)量元件的儀表非常重要,溶劑潤(rùn)滑性差會(huì)縮短儀表軸承壽命。
4.環(huán)境條件因素
1)環(huán)境溫度方面。儀表的電子部件和儀表流量檢測(cè)部分,會(huì)受環(huán)境溫度變化影響。儀表尺寸變化,通過儀表殼體傳熱改變流體密度和粘度等;影響到顯示儀表電子元件時(shí),將降低測(cè)量性能。有時(shí)候采取轉(zhuǎn)換顯示部分和流量傳感器分別裝在不同場(chǎng)所,以保證電子元件{**}受溫度影響,F(xiàn)場(chǎng)需要有環(huán)境受控的外罩。如果環(huán)境溫度變化會(huì)影響流動(dòng)特性,管道須包{**}熱層。
2)環(huán)境濕度方面。高濕度會(huì)加速大氣腐蝕和電解腐蝕,并降低電氣{**}緣,低濕度容易感生靜電。環(huán)境溫度或介質(zhì)溫度急劇變化,導(dǎo)致引起濕度方面的問題。應(yīng)預(yù)測(cè)可能的變化范圍,核實(shí)是否會(huì)導(dǎo)致所選擇的儀表運(yùn)行中產(chǎn)生問題。
3)安全性方面。用于爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境,按照氣氛適應(yīng)性、爆炸性混合物分級(jí)分組、防護(hù)電氣設(shè)備類型以及其他安全規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)選擇儀表。有可燃性氣體或可燃性塵粒時(shí)應(yīng)采用特殊外殼的儀表,同時(shí)不能使用高電平電源。有化學(xué)侵蝕性氣氛,儀表要有外部防腐蝕和外殼具有氣密性。
5.關(guān)于安裝方面
采用不同原理的測(cè)量方法,對(duì)安裝要求差別很大。差壓式儀表和渦輪式儀表需要長(zhǎng)的上游直管段,以保證儀表進(jìn)口端前流動(dòng)。而容積式儀表和浮子式儀表,則無此要求或要求很低。外夾式超聲波流量和電磁流量計(jì)都會(huì)對(duì)上下游的直管段部分有所要求,有些儀表使用說明書沒有做詳細(xì)說明,特別是儀表應(yīng)考慮安裝的位置、流動(dòng)的方向、維護(hù)空間、安裝方向等。
安裝方面需要考慮儀表的安裝的方向、流動(dòng)的方向、上下游管道狀況、閥門的位置、防護(hù)性配件、脈動(dòng)流影響、振動(dòng)、電氣的干擾等。
1)管道布置方面。管道布置方向會(huì)影響儀表的選擇。有些儀表垂直安裝和安水平裝在性能測(cè)量上完全不同。流體垂直向下流動(dòng),帶給儀表轉(zhuǎn)動(dòng)元件額外力,會(huì)顯著影響性能,線性或重復(fù)性。安裝方向還取決于流體的特性,如水平管道可能淀沉固體顆粒,因此測(cè)量漿液的儀表好安裝于垂直管道。
2)流動(dòng)方向方面。有些流量?jī)x表只可以在某一流動(dòng)方向工作,錯(cuò)誤安裝成反向安裝會(huì)損壞儀表。使用這類儀表還應(yīng)注意在誤操作條件下是否有可能產(chǎn)生反向流動(dòng),如有此可能就需要安裝止回閥以保護(hù)儀表。能雙向工作的儀表,正向和反向之間測(cè)量性能亦可能有些差異,大部分流量?jī)x表殼體標(biāo)有流動(dòng)方向。比如外夾式超聲波流量計(jì)就只能測(cè)量單向的流體,而電磁流量計(jì)一般情況都可以測(cè)量雙向正反流向的流體。這些都是需我們知道并加以掌握的。