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流量測量的問題有哪些

作者:發(fā)布日期:2016-12-12 10:15:30來源:上海瓷熙瀏覽:136
流量測量的問題有哪些?
首先是流量測量的困難問題

流量測量的困難分為兩方面:流體特性和測量特性。

1. 流體特性

臟污流:流體臟污、沉積和堵塞,如煤氣、煙廢氣、污水等;
腐蝕流:管道腐蝕嚴重因而帶來臟污流,儀表耐蝕要求高;
高參數(shù)流:高溫、高壓、真空及低溫極端工作條件下的流量測量;
脈動流:發(fā)動機、壓縮機、泵出口流體脈動、石油天然氣井噴流脈動等;
大流量:管徑達數(shù)米,液體流量達108kg/h,氣體流量達106kg/h;
微流量:流量下限極低,液體為10-2kg/h,氣體為10-4kg/h;
高粘性流:流體粘度極高,雷諾數(shù)很低,粘度可達數(shù)帕斯卡?秒;
混相流:如氣液、液固、氣固及氣液固多相流;
質(zhì)量流:被測介質(zhì)工作時狀態(tài)及組分變化很大,體積測量法無法準確測量;
蠕動流:流速極緩慢,雷諾數(shù)極低,大小口徑皆有,如瀝青、漿液等。
2. 測量特性

現(xiàn)場工作條件惡劣,檢測件可靠性差;
流量為動態(tài)量,難以獲得高準確度;
儀表結構大都為法蘭連接,只在停流時才允許拆卸維修,有些生產(chǎn)過程連續(xù)進行,只在大修時才能停流,中間儀表有故障無法檢修;
儀表實驗室校驗的工作條件與現(xiàn)場工作條件相差很大,準確度偏離無法確定;
校驗設備龐大昂貴,校驗費用亦不菲,周期校驗是個難題。
其次是流量測量與儀表的主要問題   

主要問題有兩個:儀表的可靠性和準確度

1. 可靠性
  
  可靠性包括儀表質(zhì)量及可維修性,流量儀表是現(xiàn)場儀表,檢測件與被測介質(zhì)直接接觸,面臨惡劣的工作條件,要求儀表有百分之一百的可靠是不現(xiàn)實的,但在發(fā)生故障時如能方便維修,維修代價不大,應該說亦是儀表可靠的一個方面。流量儀表工作的特點:

   儀表要能經(jīng)受被測介質(zhì)化學腐蝕、結垢、磨蝕、堵塞、相變、耐溫、耐壓、……的影響;      
   由于儀表與管道用法蘭連接成一體,有時拆卸維修更換非常困難,特別是高溫高壓大口徑管道,給周期檢驗造成很大困難;
   對于連續(xù)生產(chǎn)過程,不允許中間停流拆卸,檢測件發(fā)生故障無法拆卸檢修,如何處理是個棘手問題;
   國內(nèi)因設備工藝落后,管理不善,流體介質(zhì)一般比國外要臟污,如天然氣、煤氣、水等,這樣對流量計使用性能提出更高要求。提高流量計可靠性可采用以下辦法:
   提高儀表質(zhì)量;
   改變結構形式,如采用不斷流型插入式結構,亦可在測量系統(tǒng)上想辦法,如多管并聯(lián)管道便于清洗及更換;
   加強現(xiàn)場維護管理。

2. 準確度
 
  儀表的重復性是儀表本身的特性,而準確度是外加的特性。一臺流量計準確度高,首先要重復性高,然后用高準確度的量值傳遞系統(tǒng)進行校準求得高準確度的儀表系數(shù)(或流出系數(shù))。

  對于流量計的準確度要注意這種儀表的特點,英國著名的流量專家F.C.Kinghom說得好:流量計是使用比制造要艱難得多的少數(shù)儀表之一,在實驗室它可以得到極高的準確度,但是在使用現(xiàn)場,一旦條件變化,一切全都白廢。

  儀表制造廠產(chǎn)品說明書上列舉的準確度是指實驗室校準的準確度,它稱為基本誤差,儀表在現(xiàn)場工作由于使用條件與實驗室工作條件不同會產(chǎn)生附加誤差,現(xiàn)場的準確度是基本誤差與附加誤差的合成,合成不一定為簡單的代數(shù)和,要視具體情況而定。因此,現(xiàn)場儀表誤差估計是一項復雜的工作,只有既熟悉儀表特性和被測對象,又掌握誤差理論的人才能做出正確的估計。
  流量計的準確度涉及流量量值傳遞的知識,這里做點簡介:

  流量是自然界不存在實物標準的導出量,它由基本量(長度、質(zhì)量、時間和溫度)在特定條件下綜合得出,量值的實物標準(稱為原始標準)實際上就是一座流量標準裝置,在裝置上把各基本量綜合為導出量,然后把量值傳遞給一臺或一組流量計,它稱為工作基準或傳遞標準,用傳遞標準(量值的載體)向下一級標準(亦為流量標準裝置)傳遞流量量值。籍助于傳遞標準把全國的流量量值統(tǒng)一(一致)起來。國際間的流量量值的統(tǒng)一是用國際間的裝置比對來達到的。在各類檢測參數(shù)量值傳遞系統(tǒng)中流量的量值傳遞系統(tǒng)是較困難建立的一類,因為流量量值有以下特點:

 。1)流量是自然界不存在實物標準的導出量,需在特定條件下由基本量(長度、質(zhì)量、時間、溫度等)合成;

 。2)流量是一個動態(tài)量,它是一個只有當流體發(fā)生運動時才實際存在的物理量,因此它不僅是基本量的靜態(tài)組合,又由于其動態(tài)性質(zhì),流量量值受到許多復雜因素的影響,例如流體內(nèi)微觀分子之間的相互作用,宏觀的湍流、旋渦運動等,在具體的管道中還受到邊界條件(管壁)的制約。

 。3)流量量值需通過流體介質(zhì)的物理變化得以反映,因此用于校驗的介質(zhì)最好就是使用介質(zhì),但介質(zhì)有千萬種,不可能按此原則辦,只好采用模似媒介,然后通過介質(zhì)換算把流量量值傳遞到工作介質(zhì);

 。4)存在于不同工作狀態(tài)的流體介質(zhì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì),因此流量量值在不同工作狀態(tài)時必須考慮該因素的影響;

 。5)流量量值基準與工作儀表的準確度差別不可能太大(如目前基準為10-4,而工作儀表有達10-3的),它們的數(shù)量級差別不像基本量或其他導出量那么大,量值傳遞時標準的誤差一般不能忽略,校準流量計時,誤差的估算較復雜;

 。6)由基準向工作儀表傳遞量值由于參比工作條件難以維持,影響量漸趨復雜,誤差估算困難程度逐漸加大;

  (7)流量量值準確度不高(目前最高準確度不高10-4)原因在于其導出動態(tài)的和綜合的性質(zhì)。

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