流量信号的传递失真与影响

流量信号的传递失真与影响纪纲上海同欣自动化仪表有限公司1.概述1.1流量信号的传递失真被测流体流过流量传感器得到的流量信号，在传递到显示表、转换器或变送器时存在失真。1.2流量信号传递失真的影响导致流量计示值偏离应有值。2-11.3如何发现传递失真对流量计零点进行核对时发现无中生有。一根管道两套表，两套表的测量结果出现较大差异。总表示值与各分表示值之和存在较大差异。发现流量示值停在一处长时间不动。流量示值与工艺专业的估算值相差太多。2-22.差压式流量计信号传递失真在被测流体为干气体时，差压信号的传递失真一般不会发生（导压管堵塞和泄漏除外）。被测流体为湿气体和蒸气时，极易发生。被测流体为液体时较易发生。双量程差压流量计，量程低段差压值很小，差压信号传递失真是极大威胁。2-32.1两个冷凝罐内液位高度不一致引起的传递失真冷凝罐的作用是将差压变送器与高温介质隔离开来。要求正负压端冷凝罐具有相同尺寸，尽可能靠近，并安装在相同高度，罐内液位高度相同。（液位高度相差1mm，就产生1mmH2O的传递失真）2-42.1.1导压管连接不合理引起液位高度不一致2-5正确的导管连接不正确的导管连接2.1.2两个取压点相距较远容易引起高度差异2-6正端取压口负端取压口节流件qmDD/2图3径距取压中的两个冷凝罐2.1.345°角引压容易引起液位差2-7图5导压管45°角方向引出图4导压管从水平方向引出2.4线性孔板的例子2-8AB两点水平距离1m，高度之差即转化为液柱差AB2.5正负压管内的垂直部分管内温度不一致引起的失真2-9温度差引起的差压失真Hρ2.6根部阀的不当选型引起的传递失真2-10图8汽液交换不畅的例子孔板切断阀冷凝器2.7隔离灌内隔离液液位高度不相等引起的失真(一）2-11隔离液刚刚充灌时，通过三阀组的平衡阀能使两只隔离容器中的隔离液液位高度相等，但运行一段时间后由于隔离液泄漏或在运行时误开平衡阀，导致隔离液液位高度不相等，从而引入附加差压。其值可用式（1）计算：（1）式中dp──附加差压，Pa；h1──正压管中隔离液液位高度，m；h2──负压管中隔离液液位高度，m；ρ1──被测介质密度，kg/m3；ρ2──隔离液密度，kg/m3；g──重力加速度，m/s2。ghhdp12212.7隔离灌内隔离液液位高度不相等引起的失真(二）2-12123456h1h2图9充隔离液差压式流量计管线连接1—节流装置；2—阀门；3—隔离容器注液口；4—溢流口；5—三阀组；6—差压变送器2.8导压管坡度不合理引起的失真2-13坡度不合理，造成流量示值偏低6kPa所对应的数值。D/2DD/2D图10径距取压蒸汽流量计现场安装2.9湿气体中的水汽在变送器内凝结引起的失真2-14图11被测流体为湿气体时，信号管路安装示意图（a）典型安装方法（b）防止高低压室积液的安装方法2.10冷凝液在环室空腔内积聚引起的失真2-15图12垂直管道信号管路连接图图13正压管内积水对压力信号传递的影响1000mmΔhD1p1p＇2.11冷凝液在管道内积聚引起的失真（一）2-16（a）流向去变送器去变送器（c）流向去变送器去变送器2.11冷凝液在管道内积聚引起的失真（二）2-17图14现场测量湿气体流量的几种常见配置（b）流向去变送器去变送器流向（d）＋－差压变送器2.12气体在导压管内积聚引起差压信号传递失真的例子2-18图15(a)均速管安装位置及其同差压计的连接排污阀差压变送器气体收集器排气阀差压变送器气体收集器排气阀图15（b）不正确安装方法2.13一体化差压流量计引压不合理引起的传递失真2-192.14差压信号传递的动态失真母管内的压力变化（压差并未变化）引起短时差压变化。差压变化时，因正负压管滞后时间的差异，导致变送器接收到的信号与节流装置端的差压信号在短时间内不一致。2-20（1）动态失真的表现（2）动态失真的起因差压信号导压管敷设要求尽可能对称。正负压两根导压管：管道、管件、阀门的尺寸保持相同，走向相同，尽可能靠近，内径相同。导压管内径与长度及介质符合标准规定。2-21＜1600016000～4500045000～90000水、水蒸气、干气体7-91013湿气体131313低、中粘度的油品131925脏的液体或气体252538导压管线长度（mm）内径（mm）被测流体表1差压信号管路内径和长度（mm）[6]3.涡街流量计信号传递失真的实例涡街流量计中的旋涡发生体，将体积流量信号转换为旋涡的频率信号，再经探头和电子学部分的处理，输出电脉冲信号。由于探头送出的信号一般都很微弱，容易接受来自外部的干扰，如果相关问题处理得不好，必将引起流量信号的传递失真。2-223.1屏蔽罩缺失引入50Hz干扰在分体式涡街流量计中，装有电子学部分的转换器与探头之间相隔几米到十几米，两者之间用专用的屏蔽电缆连接。为了防止外部电磁场干扰的侵袭，有的产品在接线盒内还设计了一个屏蔽罩，如DY型旋涡流量计等。这个屏蔽罩如果没有装上，或者接线盒端盖未旋上，都会引入50Hz干扰。这时，无论流量计测量管内的流体流速达到多少，转换器输出的电脉冲信号总是50Hz。2-233.2由屏蔽层接地问题引入干扰的例子在分体式涡街流量计中，连接探头和转换器的专用屏蔽电缆需按规定接地。采用不符合要求的电缆或电缆屏蔽层的不合理接地，如两端都就地接地等，都会引入干扰，引起流量信号的传递失真。但在现场的调试中，全部按说明书要求安装专用电缆并做好接地后，有时还会出现“无中生有”现象。即流体完全没有流动，转换器却有脉冲输出。其原因有的是因管道振动，有的管道完全没有振动仍然是“无中生有”。而卸下屏蔽层的接地，让其浮空，“无中生有”现象却消失了，流量计也能正常测量了。这是一种很特殊的情况。2-243.3信号电缆连接错误的例子2-254.电磁流量计信号传递失真的实例流量传感器内的两个电极之间输出的与流体流速成正比的电信号，一般只有几毫伏，最大也只有十几毫伏。在将这种信号传送到转换器的过程中，外部电磁场干扰很容易趁虚而入，导致信号的传递失真。对于分体式电磁流量计，制造商配套供应带双重屏蔽或三重屏蔽的专用电缆，并在电缆终端头上标明相应的端子号。问题出在安装接线时由于疏忽而将线接错，三根线中的任意两根如果接错，都会引起信号传递失真，招致仪表指示异常。2-265.结束语（一）①流量信号的传递失真，在流量测量系统中普遍存在。每一种流量测量系统都会出现流量信号传递失真。其中一部分是在仪表设计制造环节引入，而更多的是在系统设计和安装环节引入。②流量信号的传递失真，有很大一部分并不引起人们的注意，有些甚至可以说是熟视无睹。往往是等到流量计示值准确性验证时存在较大差额，或在交工验收对流量计进行零点检查时才发现。2-275.结束语（二）③流量信号的传递失真，轻则引起流量测量系统零点失准，重则引起仪表示值大相径庭。因此需要认真对待。④防止流量信号传递失真的方法是在设计、制造和施工各环节中，严格按标准办事，并注意分析总结来自使用现场的信息，有错必纠，使产品和系统日臻完善。2-28封底