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带温压补偿的智能气体涡轮流量计
发布日期:2020/7/31 10:38:03
在现代工业生产和流通等领域,流量检测是计量管理、贸易结算的第一可靠性依据,也是一门实用性很强的检测技术;但流体的复杂性决定了流量检测的问题也很多,气体流量的温度压力补偿问题就是其中之一。流量传感器在测量同样介质的流体流量参数时都是工况流量,尤其是气体,即便测量结果相同,由于受温度和压力的影响,在转换成标准流量时结果往往也是不一致的。这就产生了流量检测中的温度压力补偿问题。
在使用流量计测流量时,使用者如果不考虑温度压力补偿的话,得到的结果往往会与正确结果大相径庭,无法进行贸易结算或工艺考核。液体体积几乎不受压力影响,仅和温度有关,而且当温度变化范围很小时,液体体积的变化也极小;但是气体受压力、温度影响所引起的流体特性的变化很大,在流量检测中,气体流量温度压力补偿的意义重大。
 
1.涡轮流量计工作原理
涡轮流量计作为ZUI通用的流量计具有高精度、重复性好等优点,广泛用于高压、高温、低温及微流量的测量中。涡轮流量计是一种速度式流量计,它是由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。被测流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化,即流量大,涡轮的转速也大,再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲,经前置放大器放大后,送人显示仪表进行计数和显示,根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。当流体沿着管道的轴线方向流动、并冲击涡轮叶片时,流经涡轮变送器的流体体积流量。
 
2.温压补偿的实现
一般来说,在生产中大多要求得到气体的质量流量,由于气体体积受温度和压力的影响太大,在温度和压力不断变化的环境中得出的流量需要补偿换算。在得到了涡轮流量计输出的流量信号、测量介质的温度和压力后,就可以进行饱和蒸汽质量流量的实时计算了。由公式可知,频率f已经通过TMRI计数器测得,只要再得到密度p就可以计算饱和蒸汽的质量流量了。饱和蒸汽的密度p和它的温度压力有关,其关系如表1所示。可以看到,密度p只是温度或者压力的函数,而不是它们两个参数的函数,所以只要通过表1的数据拟合出一条温度-密度(或者压力-密度)的曲线,测出温度(或者压力)值就可以得到密度值。拟合温度一密度曲线或者压力-密度曲线均可,但温度和压力都要显示出来。
 
3.结束语
基于PIC单片机的智能涡轮流量计设计,节省了资源,提高了系统性价比,同时又由于采用了合理的温度压力检测方法和新的补偿方式,可以尽可能地消除系统误差,较为快速准确地计算温度压力变化时流体的密度和流量值,保证了系统的精度和实时性,具有较好的应用价值。