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運用標準計量器具校正金屬管浮子流量計
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運用標準計量器具校正金屬管浮子流量計

返回列表 來源:華恒流量(liang)計 手機查看內容 瀏覽:1 發(fa)布日期(qi):2021-11-23

  在工業化(hua)迅(xun)速發展(zhan)的大時(shi)代,缺少不了壓(ya)力變(bian)送(song)(song)器、流(liu)量計(ji)、液(ye)位計(ji)、密度計(ji)、差壓(ya)變(bian)送(song)(song)器等儀表(biao)把現(xian)(xian)場第一數據實時(shi)傳輸到(dao)工控系(xi)統上,為整個工業自動化(hua)系(xi)統充當控制、檢測等一系(xi)列的眼(yan)睛,接下來華恒儀表(biao)為您解讀工業現(xian)(xian)場最前沿的壓(ya)力變(bian)送(song)(song)器使(shi)用情況。

  摘要:根據傳(chuan)統鐘(zhong)罩(zhao)式氣體流量標準(zhun)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)結構特(te)點,結合當前檢測或科研工(gong)作的(de)(de)擴展(zhan)需求,設計(ji)可(ke)變工(gong)況型(xing)鐘(zhong)罩(zhao)式氣體流量標準(zhun)裝置(zhi)(zhi),給(gei)出(chu)設計(ji)思路,包括可(ke)變流量范(fan)圍(wei)、可(ke)變壓力范(fan)圍(wei)、可(ke)變溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)、可(ke)變信號接(jie)收(shou)方式等方面(mian),提出(chu)具體設計(ji)方案(an),以滿足(zu)工(gong)作需求。有(you)利于改進現有(you)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)不足(zu),設計(ji)出(chu)功能更為(wei)強(qiang)大(da)的(de)(de)新型(xing)鐘(zhong)罩(zhao)裝置(zhi)(zhi),為(wei)標準(zhun)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)產業(ye)化(hua)打下(xia)基礎。

  引言

  鐘罩式氣體(ti)流(liu)量(liang)標(biao)準(zhun)(zhun)裝(zhuang)置屬(shu)于(yu)氣體(ti)流(liu)量(liang)標(biao)準(zhun)(zhun)裝(zhuang)置的一(yi)種,是以(yi)氣體(ti)為介(jie)質,對(dui)氣體(ti)流(liu)量(liang)計進行檢定(ding)、校準(zhun)(zhun)和檢驗(yan)的標(biao)準(zhun)(zhun)裝(zhuang)置,它應用較早,主要(yao)用于(yu)企事業實(shi)驗(yan)室、第(di)三方技術機構(gou)。傳(chuan)統鐘罩裝(zhuang)置結構(gou)如圖1所示。

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  對于傳統鐘罩(zhao)(zhao)式氣體流量標準(zhun)裝置(zhi),其(qi)流量范(fan)(fan)圍(wei)(wei)、壓(ya)力(li)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)、溫度(du)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)、信(xin)號(hao)(hao)接收(shou)方(fang)式等都(dou)是確定(ding)的,稱之(zhi)為(wei)固定(ding)工況(kuang)。例如(ru)一套鐘罩(zhao)(zhao)裝置(zhi),其(qi)流量范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(0~6)m3/h;壓(ya)力(li)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(0~4)kPa;溫度(du)范(fan)(fan)圍(wei)(wei):(202)℃;信(xin)號(hao)(hao)接收(shou)方(fang)式:電壓(ya)脈(mo)沖與(4~20)mA電流模(mo)擬信(xin)號(hao)(hao)等。對于當(dang)前檢測或科(ke)研工作中的擴展(zhan)需求(qiu),固定(ding)工況(kuang)型(xing)鐘罩(zhao)(zhao)裝置(zhi)已經不(bu)能滿足要求(qiu)。

  1擴展需求

  1.1流量(liang)范圍需求

  對于一臺固定容(rong)積的鐘罩裝置,其(qi)流量(liang)范圍是確(que)定的,包括流量(liang)上限與流量(liang)下限,它僅適用于流量(liang)范圍之內(nei)的被檢(jian)器檢(jian)測(ce)。對于流量(liang)上限過大或流量(liang)下限過小的被檢(jian)器,無法滿(man)足檢(jian)測(ce)要(yao)求。

  1.2壓力需求

  當鐘罩(zhao)裝置用于檢(jian)測(ce)氣(qi)體超聲流(liu)量(liang)計(ji)、金屬管浮子(zi)流(liu)量(liang)計(ji)等高(gao)(gao)壓(ya)型(xing)被(bei)檢(jian)器時(shi),往往需(xu)要裝置提供(gong)更高(gao)(gao)的檢(jian)測(ce)壓(ya)力(li)(li),否則被(bei)檢(jian)器可(ke)能工作不正常,此時(shi)非(fei)常高(gao)(gao)檢(jian)測(ce)壓(ya)力(li)(li)可(ke)能為(5~6)個(ge)大(da)(da)氣(qi)壓(ya)力(li)(li)需(xu)求,而傳統裝置往往只有(0.03~0.04)個(ge)大(da)(da)氣(qi)壓(ya)力(li)(li),顯然無(wu)法滿足要求。

  1.3溫度需求

  傳統(tong)鐘罩裝(zhuang)置(zhi)的設(she)計(ji)理(li)論、組件及(ji)設(she)備配置(zhi),均(jun)適用在常溫(wen)(wen)(wen)(wen)狀(zhuang)態。當檢(jian)測氣體(ti)質(zhi)量流量計(ji)等對溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)敏感的被檢(jian)器或開展某(mou)(mou)種特定溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)下的科(ke)學實驗,常溫(wen)(wen)(wen)(wen)型的鐘罩裝(zhuang)置(zhi)顯(xian)然無法滿足工(gong)作要(yao)求(qiu)。此時需要(yao)提(ti)供的氣體(ti)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)可能遠(yuan)遠(yuan)偏(pian)離(li)溫(wen)(wen)(wen)(wen)室(shi),例如(ru)要(yao)求(qiu)15℃下對某(mou)(mou)流量計(ji)進行示(shi)值誤差試驗時。

  1.4信號接(jie)收方(fang)式需(xu)求表(biao)

  除了常用的(de)電壓脈沖與(4~20)mA電流模擬信(xin)號以(yi)外(wai),還有很多儀表信(xin)號制式;隨著計算機遠程通訊及網絡技術(shu)的(de)進(jin)步,各種現場(chang)總線(xian)甚至無(wu)線(xian)信(xin)息傳輸的(de)方式也應運而生(sheng),因此(ci)必須(xu)增加新(xin)的(de)信(xin)號接收裝(zhuang)置加以(yi)適應。

  2設計思路

  根(gen)據傳統鐘罩裝置的(de)流量范(fan)圍、壓(ya)力范(fan)圍、溫度范(fan)圍、信號接收(shou)方式,設計改進其(qi)中的(de)一(yi)種(zhong)或幾(ji)種(zhong),使其(qi)可(ke)以選擇(ze)的(de)信號范(fan)圍和(he)種(zhong)類更多(duo),這稱(cheng)之為可(ke)變工況。

  例(li)如(ru),可(ke)以通過多個鐘(zhong)罩(zhao)并(bing)聯的方式解決流量(liang)范圍問題(ti),稱之為(wei)并(bing)聯式鐘(zhong)罩(zhao),如(ru)圖(tu)2所示。

  傳(chuan)統(tong)鐘罩裝(zhuang)置(zhi)一(yi)般(ban)均(jun)為正(zheng)吹法(fa)管(guan)線,如(ru)圖3所示(shi);而反(fan)(fan)吹法(fa)管(guan)線設計方式可(ke)以實(shi)現增(zeng)加裝(zhuang)置(zhi)的上限壓力,如(ru)圖4所示(shi),兩者的氣流方向(xiang)是相反(fan)(fan)的。

  可(ke)以將正吹(chui)(chui)法(fa)、反吹(chui)(chui)法(fa)管(guan)線(xian)設計在同一套(tao)鐘罩裝(zhuang)置上,即(ji)實現(xian)了可(ke)變的試驗壓力范(fan)圍。如圖5所示,兩種方(fang)法(fa)根(gen)據(ju)需要通過(guo)閥門手動(dong)或自動(dong)進行切換(huan)。

  另外(wai),可(ke)以通過增加氣體溫度調(diao)節組件的方式來(lai)實現溫度可(ke)變調(diao)節,如圖6所(suo)示。

  現(xian)場(chang)總線(Fieldbus)是近年來迅速發(fa)展(zhan)起來的(de)(de)一種工業(ye)數據總線,它主要用于工業(ye)現(xian)場(chang)的(de)(de)智能化儀器儀表與高級控(kong)制(zhi)系(xi)統之間的(de)(de)信息傳遞問題(ti)。由(you)于現(xian)場(chang)總線簡單、可(ke)靠、經濟實用,因(yin)而(er)近年來在計算機和儀表廠商中得到了廣泛應用。可(ke)通過增加對現(xian)場(chang)總線信號(hao)的(de)(de)支持(chi)來擴展(zhan)鐘罩裝置的(de)(de)應用。

  3設計方案

  3.1可變流量(liang)范圍設計

  鐘(zhong)罩式氣體(ti)(ti)流量標準裝置的(de)流量上(shang)限主要取決于鐘(zhong)罩本(ben)體(ti)(ti)容積的(de)大小,鐘(zhong)罩本(ben)體(ti)(ti)一般(ban)有20L、50L、100L、200L、500L、1000L和2000L等多種規格,每(mei)個(ge)鐘(zhong)罩本(ben)體(ti)(ti)對應一個(ge)上(shang)限流量Qmax,具體(ti)(ti)見表1。

  可以根據實際需要將(jiang)不同流量(liang)上限的(de)鐘罩加以并聯組合(he),即成為并聯組合(he)式鐘罩氣體流量(liang)標準裝置,從而實現可變流量(liang)范圍,如圖7所(suo)示。

  圖7為20L、100L、1000L三個規格(ge)的(de)(de)鐘罩(zhao)的(de)(de)并聯組合(he),根據被檢(jian)(jian)器的(de)(de)工(gong)作量(liang)程(cheng)(cheng),自動(dong)選(xuan)擇合(he)適(shi)的(de)(de)標(biao)準器,可使(shi)流(liu)量(liang)量(liang)程(cheng)(cheng)比達(da)到500∶1,適(shi)應高(gao)量(liang)程(cheng)(cheng)比的(de)(de)要求,極大提大檢(jian)(jian)測能(neng)力,節約經濟成本。

  3.2可變壓力范圍設計

  壓(ya)力(li)(li)參數是影響鐘罩(zhao)(zhao)性能(neng)的主要(yao)性能(neng)指標,為了(le)有效增大鐘罩(zhao)(zhao)壓(ya)力(li)(li),可(ke)以設計(ji)一(yi)(yi)種正、反(fan)吹(chui)(chui)(chui)法(fa)(fa)(fa)鐘罩(zhao)(zhao)裝(zhuang)置。如圖(tu)8所示(shi),裝(zhuang)置集正吹(chui)(chui)(chui)與(yu)反(fan)吹(chui)(chui)(chui)兩種方法(fa)(fa)(fa)于(yu)一(yi)(yi)身,其中(zhong)正吹(chui)(chui)(chui)法(fa)(fa)(fa)壓(ya)力(li)(li)范(fan)(fan)圍為(0~4)kPa,反(fan)吹(chui)(chui)(chui)法(fa)(fa)(fa)的壓(ya)力(li)(li)范(fan)(fan)圍為(4~0.6)MPa,利用(yong)正吹(chui)(chui)(chui)與(yu)反(fan)吹(chui)(chui)(chui)兩種方法(fa)(fa)(fa),可(ke)使鐘罩(zhao)(zhao)壓(ya)力(li)(li)范(fan)(fan)圍達到(0~0.6)MPa,適應高(gao)壓(ya)力(li)(li)比(bi)的要(yao)求。圖(tu)8實(shi)際為一(yi)(yi)種自(zi)動控制型正、反(fan)吹(chui)(chui)(chui)鐘罩(zhao)(zhao)裝(zhuang)置,通過(guo)(guo)預先設定好(hao)正吹(chui)(chui)(chui)法(fa)(fa)(fa)及(ji)反(fan)吹(chui)(chui)(chui)法(fa)(fa)(fa)檢(jian)測管線(xian)、信(xin)號(hao)補償部(bu)件(jian)(jian)、流量調節部(bu)件(jian)(jian)、壓(ya)力(li)(li)源及(ji)壓(ya)力(li)(li)調節部(bu)件(jian)(jian)等,利用(yong)開關閥切換管路或功能(neng),然后通過(guo)(guo)系(xi)統軟(ruan)件(jian)(jian)控制數據信(xin)息(xi)采集及(ji)部(bu)件(jian)(jian)動作,從而實(shi)現正吹(chui)(chui)(chui)法(fa)(fa)(fa)和(he)反(fan)吹(chui)(chui)(chui)法(fa)(fa)(fa)的自(zi)動控制選(xuan)擇(ze)。

  可變溫度范圍設計(ji)

  溫(wen)度參數也是影響鐘(zhong)罩(zhao)性能(neng)的主要性能(neng)指(zhi)標,通過增加(jia)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)溫(wen)度調(diao)節組(zu)件(jian)的方式,設計一種可模擬介(jie)質實際使(shi)用(yong)溫(wen)度的鐘(zhong)罩(zhao)裝置(zhi)。它包括(kuo)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)組(zu)件(jian)和(he)鐘(zhong)罩(zhao),進(jin)氣(qi)(qi)(qi)組(zu)件(jian)出(chu)口(kou)端(duan)連(lian)接(jie)(jie)(jie)有(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)調(diao)節組(zu)件(jian),氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)調(diao)節組(zu)件(jian)包括(kuo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)混合(he)保溫(wen)器(qi)(qi)和(he)分別與其連(lian)接(jie)(jie)(jie)的氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)制(zhi)(zhi)冷(leng)器(qi)(qi)和(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)加(jia)熱(re)(re)器(qi)(qi),氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)制(zhi)(zhi)冷(leng)器(qi)(qi)和(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)加(jia)熱(re)(re)器(qi)(qi)并聯、與進(jin)氣(qi)(qi)(qi)組(zu)件(jian)出(chu)口(kou)端(duan)連(lian)接(jie)(jie)(jie),氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)混合(he)保溫(wen)器(qi)(qi)出(chu)口(kou)端(duan)與鐘(zhong)罩(zhao)之(zhi)間連(lian)接(jie)(jie)(jie)有(you)(you)被檢器(qi)(qi)接(jie)(jie)(jie)口(kou),鐘(zhong)罩(zhao)連(lian)接(jie)(jie)(jie)有(you)(you)排氣(qi)(qi)(qi)組(zu)件(jian)。進(jin)入被檢氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流量(liang)計的氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)與實際使(shi)用(yong)溫(wen)度相(xiang)同,測(ce)量(liang)接(jie)(jie)(jie)近實際,提(ti)高(gao)檢測(ce)準(zhun)確性,檢測(ce)數據更可靠,具體(ti)(ti)(ti)實現如圖9所示。

  注意:圖9中的(de)兩個擴展應用(yong):一是鐘罩(zhao)位置換成(cheng)氣(qi)(qi)體標準(zhun)表或音(yin)速噴嘴時(shi),即(ji)改變了(le)裝置的(de)標準(zhun)器類型;增加521-真空泵進氣(qi)(qi)閥設計(ji)后,即(ji)變成(cheng)了(le)負壓(ya)法氣(qi)(qi)體裝置,可(ke)節約運行成(cheng)本。

  3.4可變(bian)信號接(jie)收模(mo)式設計

  鐘罩(zhao)式氣(qi)體流量標準裝置可檢測被(bei)檢器種類大致(zhi)或分為三(san)類,要求裝置具備(bei)不同的信號接(jie)收和處理能力。

  (1)無(wu)信號輸出(chu)類,應用(yong)于指針式或直讀式氣體流(liu)量計(ji),如無(wu)補(bu)償型渦輪或羅茨(ci)流(liu)量計(ji)、分流(liu)旋翼(yi)型蒸汽流(liu)量計(ji)等(deng)。裝置(zhi)可采用(yong)人工啟停時間接收(shou)、高速(su)攝像的(de)方法,配合專用(yong)處理軟件來(lai)實現。

  (2)脈沖(chong)(chong)輸出類(lei),包(bao)括(kuo)電(dian)壓(ya)脈沖(chong)(chong)、電(dian)流(liu)脈沖(chong)(chong)、高(gao)頻(pin)脈沖(chong)(chong)、低頻(pin)脈沖(chong)(chong)、光電(dian)脈沖(chong)(chong)、開關信(xin)號(hao)等,應用于大部分種類(lei)的氣體流(liu)量計,如渦輪(lun)流(liu)量計、超聲流(liu)量計等。

  (3)模(mo)(mo)擬(ni)輸出類(lei),包括電流(liu)(liu)模(mo)(mo)擬(ni)(常用(yong)(0~10)mA、(0~20)mA)、電壓模(mo)(mo)擬(ni)(常用(yong)(0~5)V、(1~5)V)等,應用(yong)于各(ge)類(lei)工作級氣體(ti)流(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji),如渦街(jie)流(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)、熱式(shi)質量流(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji),金(jin)屬管(guan)浮子流(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)等。

  (4)現場(chang)總線輸出類(lei),包(bao)括(kuo)Profibu、Modbus、FoundationFieldbus等多種,應用于(yu)種類(lei)現場(chang)總線控制型氣體流量計(ji)。

  (5)無線射頻(pin)信號類,應用于遠程(cheng)抄(chao)表(biao)或(huo)控制的氣體流量計,如(ru)皮膜燃(ran)氣表(biao)、超聲(sheng)燃(ran)氣表(biao)等。

  (6)綜合類(lei)(lei),即(ji)包含上(shang)述(1)~(5)兩(liang)種(zhong)(zhong)或兩(liang)種(zhong)(zhong)以(yi)上(shang)信號類(lei)(lei)型的氣體流量計。

  通過對傳統(tong)鐘罩裝置的(de)控制系統(tong)進行開(kai)發,實現對所需信號類(lei)型的(de)接(jie)收(shou)和處(chu)理支持。

  4結束語

  鐘(zhong)(zhong)(zhong)罩(zhao)式(shi)(shi)氣體(ti)流量(liang)標準裝(zhuang)置應用廣泛,是氣體(ti)流量(liang)行業(ye)主要的(de)標準計(ji)量(liang)器具。然而隨著新技術(shu)新需求的(de)出(chu)現,有必要對傳統鐘(zhong)(zhong)(zhong)罩(zhao)裝(zhuang)置進(jin)(jin)行技術(shu)改進(jin)(jin)或改造才能適用需求。筆者從(cong)實際出(chu)發,提出(chu)可變工況型鐘(zhong)(zhong)(zhong)罩(zhao)式(shi)(shi)氣體(ti)流量(liang)標準裝(zhuang)置的(de)設計(ji)理念(nian),提出(chu)了流量(liang)范(fan)(fan)圍(wei)、壓力(li)范(fan)(fan)圍(wei)、溫度(du)范(fan)(fan)圍(wei)、信號接收方式(shi)(shi)等方面的(de)技術(shu)創(chuang)新與改進(jin)(jin)方案,能夠滿(man)足企事業(ye)單位實驗室、第三方技術(shu)機構的(de)檢測及科研需求。

  儀(yi)器(qi)儀(yi)表是工業化(hua)進程的基(ji)石,只有(you)選用(yong)工業現場選用(yong)合適的儀(yi)表,才能夠(gou)事半功倍(bei),自動化(hua)流程才能夠(gou)更加自動化(hua)。


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