流量信號(hào)的傳遞失真與影響

流量信號(hào)的傳遞失真與影響紀(jì)綱上海同欣自動(dòng)化儀表有限公司

1.概述1.1

流量信號(hào)的傳遞失真被測(cè)流體流過(guò)流量傳感器得到的流量信號(hào)，在傳遞到顯示表、轉(zhuǎn)換器或變送器時(shí)存在失真。1.2流量信號(hào)傳遞失真的影響導(dǎo)致流量計(jì)示值偏離應(yīng)有值。2-1

1.3

如何發(fā)現(xiàn)傳遞失真對(duì)流量計(jì)零點(diǎn)進(jìn)行核對(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)中生有。一根管道兩套表，兩套表的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大差異。總表示值與各分表示值之和存在較大差異。

發(fā)現(xiàn)流量示值停在一處長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)。流量示值與工藝專業(yè)的估算值相差太多。2-2

2.差壓式流量計(jì)信號(hào)傳遞失真在被測(cè)流體為干氣體時(shí)，差壓信號(hào)的傳遞失真一般不會(huì)發(fā)生（導(dǎo)壓管堵塞和泄漏除外）。被測(cè)流體為濕氣體和蒸氣時(shí)，極易發(fā)生。

被測(cè)流體為液體時(shí)較易發(fā)生。

雙量程差壓流量計(jì)，量程低段差壓值很小，差壓信號(hào)傳遞失真是極大威脅。2-3

2.1兩個(gè)冷凝罐內(nèi)液位高度不一致引起的傳遞失真冷凝罐的作用是將差壓變送器與高溫介質(zhì)隔離開(kāi)來(lái)。要求正負(fù)壓端冷凝罐具有相同尺寸，盡可能靠近，并安裝在相同高度，罐內(nèi)液位高度相同。（液位高度相差1mm，就產(chǎn)生1mmH2O的傳遞失真）2-4

2.1.1導(dǎo)壓管連接不合理引起液位高度不一致2-5

正確的導(dǎo)管連接

不正確的導(dǎo)管連接

2.1.2兩個(gè)取壓點(diǎn)相距較遠(yuǎn)容易引起高度差異2-6正端取壓口負(fù)端取壓口節(jié)流件qmDD/2圖3徑距取壓中的兩個(gè)冷凝罐

2.1.345°角引壓容易引起液位差2-7圖5導(dǎo)壓管45°角方向引出圖4導(dǎo)壓管從水平方向引出

2.4線性孔板的例子2-8AB兩點(diǎn)水平距離1m，高度之差即轉(zhuǎn)化為液柱差A(yù)B

2.5正負(fù)壓管內(nèi)的垂直部分管內(nèi)溫度不一致引起的失真2-9溫度差引起的差壓失真Hρ

2.6根部閥的不當(dāng)選型引起的傳遞失真2-10圖8汽液交換不暢的例子孔板切斷閥冷凝器

2.7隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真(一）2-11隔離液剛剛充灌時(shí)，通過(guò)三閥組的平衡閥能使兩只隔離容器中的隔離液液位高度相等，但運(yùn)行一段時(shí)間后由于隔離液泄漏或在運(yùn)行時(shí)誤開(kāi)平衡閥，導(dǎo)致隔離液液位高度不相等，從而引入附加差壓。其值可用式（1）計(jì)算：（1）式中dp──附加差壓，Pa；h1──正壓管中隔離液液位高度，m；h2──負(fù)壓管中隔離液液位高度，m；ρ1──被測(cè)介質(zhì)密度，kg/m3；

ρ2──隔離液密度，kg/m3；g──重力加速度，m/s2。

2.7隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真(二）2-12圖9充隔離液差壓式流量計(jì)管線連接1—節(jié)流裝置；2—閥門；3—隔離容器注液口；4—溢流口；5—三閥組；6—差壓變送器

2.8導(dǎo)壓管坡度不合理引起的失真2-13圖10徑距取壓蒸汽流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝

2.9濕氣體中的水汽在變送器內(nèi)凝結(jié)引起的失真2-14圖11被測(cè)流體為濕氣體時(shí)，信號(hào)管路安裝示意圖（a）典型安裝方法（b）防止高低壓室積液的安裝方法

2.10冷凝液在環(huán)室空腔內(nèi)積聚引起的失真2-15圖12垂直管道信號(hào)管路連接圖圖13正壓管內(nèi)積水對(duì)壓力信號(hào)傳遞的影響

2.11冷凝液在管道內(nèi)積聚引起的失真（一）2-16

2.11冷凝液在管道內(nèi)積聚引起的失真（二）2-17圖14現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量濕氣體流量的幾種常見(jiàn)配置

2.12氣體在導(dǎo)壓管內(nèi)積聚引起差壓信號(hào)傳遞失真的例子2-18圖15(a)均速管安裝位置及其同差壓計(jì)的連接圖15（b）不正確安裝方法

2.13一體化差壓流量計(jì)引壓不合理引起的傳遞失真2-19

2.14

差壓信號(hào)傳遞的動(dòng)態(tài)失真母管內(nèi)的壓力變化（壓差并未變化）引起短時(shí)差壓變化。差壓變化時(shí)，因正負(fù)壓管滯后時(shí)間的差異，導(dǎo)致變送器接收到的信號(hào)與節(jié)流裝置端的差壓信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)不一致。2-20（1）動(dòng)態(tài)失真的表現(xiàn)

（2）動(dòng)態(tài)失真的起因差壓信號(hào)導(dǎo)壓管敷設(shè)要求盡可能對(duì)稱。正負(fù)壓兩根導(dǎo)壓管：管道、管件、閥門的尺寸保持相同，走向相同，盡可能靠近，內(nèi)徑相同。導(dǎo)壓管內(nèi)徑與長(zhǎng)度及介質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2-21

3.渦街流量計(jì)信號(hào)傳遞失真的實(shí)例

渦街流量計(jì)中的旋渦發(fā)生體，將體積流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為旋渦的頻率信號(hào)，再經(jīng)探頭和電子學(xué)部分的處理，輸出電脈沖信號(hào)。

由于探頭送出的信號(hào)一般都很微弱，容易接受來(lái)自外部的干擾，如果相關(guān)問(wèn)題處理得不好，必將引起流量信號(hào)的傳遞失真。

2-22

3.1屏

蔽

罩

缺

失

引

入

50Hz

干

擾

在分體式渦街流量計(jì)中，裝有電子學(xué)部分的轉(zhuǎn)換器與探頭之間相隔幾米到十幾米，兩者之間用專用的屏蔽電纜連接。為了防止外部電磁場(chǎng)干擾的侵襲，有的產(chǎn)品在接線盒內(nèi)還設(shè)計(jì)了一個(gè)屏蔽罩，如DY型旋渦流量計(jì)等。

這個(gè)屏蔽罩如果沒(méi)有裝上，或者接線盒端蓋未旋上，都會(huì)引入50Hz干擾。這時(shí)，無(wú)論流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的流體流速達(dá)到多少，轉(zhuǎn)換器輸出的電脈沖信號(hào)總是50Hz。

2-23

3.2由屏蔽層接地問(wèn)題引入干擾的例子

在分體式渦街流量計(jì)中，連接探頭和轉(zhuǎn)換器的專用屏蔽電纜需按規(guī)定接地。采用不符合要求的電纜或電纜屏蔽層的不合理接地，如兩端都就地接地等，都會(huì)引入干擾，引起流量信號(hào)的傳遞失真。

但在現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試中，全部按說(shuō)明書(shū)要求安裝專用電纜并做好接地后，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)“無(wú)中生有”現(xiàn)象。即流體完全沒(méi)有流動(dòng)，轉(zhuǎn)換器卻有脈沖輸出。其原因有的是因管道振動(dòng)，有的管道完全沒(méi)有振動(dòng)仍然是“無(wú)中生有”。而卸下屏蔽層的接地，讓其浮空，“無(wú)中生有”現(xiàn)象卻消失了，流量計(jì)也能正常測(cè)量了。這是一種很特殊的情況。

2-24

3.3

信號(hào)電纜連接錯(cuò)誤的例子2-25

4.

電磁流量計(jì)信號(hào)傳遞失真的實(shí)例

流量傳感器內(nèi)的兩個(gè)電極之間輸出的與流體流速成正比的電信號(hào)，一般只有幾毫伏，最大也只有十幾毫伏。在將這種信號(hào)傳送到轉(zhuǎn)換器的過(guò)程中，外部電磁場(chǎng)干擾很容易趁虛而入，導(dǎo)致信號(hào)的傳遞失真。

對(duì)于分體式電磁流量計(jì)，制造商配套供應(yīng)帶雙重屏蔽或三重屏蔽的專用電纜，并在電纜終端頭上標(biāo)明相應(yīng)的端子號(hào)。問(wèn)題出在安裝接線時(shí)由于疏忽而將線接錯(cuò)，三根線中的任意兩根如果接錯(cuò)，都會(huì)引起信號(hào)傳遞失真，招致儀表指示異常。

2-26

5.

結(jié)束語(yǔ)（一）①流量信號(hào)的傳遞失真，在流量測(cè)量系統(tǒng)中普遍存在。每一種流量測(cè)量系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)流量信號(hào)傳遞失真。其中一部分是在儀表設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)引入，而更多的是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝環(huán)節(jié)引入。②流量信號(hào)的傳遞失真，有很大一部分并不引起人們的注意，有些甚至可以說(shuō)是熟視無(wú)睹。往往是等到流量計(jì)示值準(zhǔn)確性驗(yàn)證時(shí)存在較大差額，或在交工驗(yàn)收對(duì)流量計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)檢查時(shí)才發(fā)現(xiàn)。2-27

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