7×106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时,VSF的流量计算式为
6 转子流量计 (1)工作原理
转子流量计由两个部件组成,转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管;转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的流量时,被测流体从锥形管下端流入,流体的流动冲击着转子,并对它产生一个作用力(这个力的大小随流量大小而变化);当流量足够大时,所产生的作用力将转子托起,并使之升高。同时,被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面,这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。 流量计垂直安装时,转子重心与锥管管轴会相重合,作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。当这三个力达到平衡时,转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计,转子大小和形状己经确定,因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时,转子将作向上或向下的移动,相应位置的流动截面积也发生变化,直到流速变成平衡时对应的速度,转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计,转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。
为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁,通常采用两种方法:一种是在转子中心装有一根导向芯棒,以保持转子在锥形管的中心线作上下运动,另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽,当流体自下而上流过转子时,一面绕过转子,同时又穿过斜槽产生一反推力,使转子绕中心线不停地旋转,就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。
(2)操作方法(菲时博特转子流量计)
1) Prog protection(程序保护) /OFF(关) 打开,回到流量计显示模式。
●找到Submenu(菜单)Display(显示)菜单,按enter键,找到Display 1 line(第一行显示内容) Q operation(操作流量)菜单,按enter键,找到Display 1 line(第一行显示内容) Position(位置)菜单,按enter键,退回到位置显示模式,此时显示屏第一行显示传感器数值。
● 再调整浮子流量计的传感器位置,手动指针对准50%点流量位置,使得
50%流量位置对应的传感器值在40—60之间(最佳状态在50左右),调整完毕后,固定传感器位置,松开指针,使指针退回到零点位置。
● 再找到Submenu(菜单)Display(显示)菜单,按enter键,找到Display 1
line(第一行显示内容) Position(位置)菜单,按enter键,找到Display 1 line(第一行显示内容) Q operation(操作流量)菜单,按enter键,退回到流量显示模式,此时显示屏第一行显示流量值,再进行仪表标定。
2) 找到Code number(密码)菜单,输入密码5400,进入工程师菜单;
3) 找到Lineration(线性化) 菜单,进入电流11点标校程序,屏幕自动显示0%; i. 指针对准零点位置,按enter键,0%点电流标校完毕,屏幕显示自动
变为10%,进入10% 点电流标校;
ii. 指针对准10%点流量位置,按enter键,10%点电流标校完毕,屏幕
显示自动变为20%,进入20% 点电流标校;
iii. 依照以上步骤,重复进行,依次标校30% 、40%、50%、60%、70%、
80% 、90%、100% 各点电流;
iv. 100% 点电流标校完毕,屏幕显示自动回到上一级菜单,按C/CE键,
切换到流量显示模式,指针依次对准0% ,10% 、…、90% 、100% 各点,检查电流输出及液晶显示是否在误差范围内;
4) Adjust(数值调整)菜单可对0% 、10% 、…、90% 、100% 各点采样数值进行手动修改,从而进行电流的修正;如果某点电流输出超差,可对此点单独进行采样数值的修改,从而使电流输出达到精度要求;或者重新进行Lineration(线性化) 菜单11点电流标校程序,对每一点重新进行电流标校,使电流输出达到精度要求;
5) Function(数据保存)菜单,按Enter键,warning!Down Lin.db→Enter”(是否保存数据),按Entert键确认。
注:进行线性化或调整校准数据后,必须进行此操作将校准数据下装到仪表,否则掉电后会丢失校准数据。
6) I Oot(初始化电流输出) 菜单内数值为电流输出初始化数值,出厂时已设定完毕,用户不能轻易改动,以免造成电流输出的不准确;
7) Prog protection(程序保护) /ON(开) 打开,回到流量计显示模式。
7 电磁流量计 (1)工作原理:
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小,可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20:1
以上,适用的工业管径范围宽,最大可达3m,输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。
当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势,感应
电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理,导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时,也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定,感应电势的大小由下式确定: Ex=BDv-----------------式(1) 式中Ex—感应电势,V;
B—磁感应强度,T D—管道内径,m
v—液体的平均流速,m/s
然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积(πD2)/4的乘积,将式(1)代入该式得:
Qv=(πD/4B)* Ex ---------式(2)
由上式可知,在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时,被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极,就可引入感应电势Ex,测量此电势的大小,就可求得体积流量。
三、温度部分
1 热电阻及现场温度变送器的测温方式 (1)工作原理:
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。利用热电阻测温,将温度变化转换为导体或半导体的阻值R的变化。显示仪表接受的是电压或电流信号,因此常采用电桥来测量Rt阻值的变化,并转化为电压输出。
热电阻温度变送器是现场仪表中的现场安装式温度变送器单元,与工业热电偶、热电阻配套使用,它采用二线制传输方式(两根导线作为电源输入和信号输出的公用传输线)。 热电阻传感器将被测温度转换成电信号,再将该信号送入变送器的输入网络,该网络包含调零和热电偶补偿等相关电路。经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大,放大的信号一路经V/I转换器计算处理后以4-20mA直流电流输出;另一路经A/D转换器处理后到表头显示。变送器的线性化电路有两种,均采用反馈方式。对热电阻传感器,用正反馈方式校正,一体化数字显示温度变送器有两种显示方式。LCD显示的温度变送器用两线制方式输出,LED显示的温度变送器三线制方式输出。 (2)常见故障及处理方法 1、电缆线短路。 处理接线,或更换元件。 实际温度正常 2、热电阻短路或接 温度显示最小 地。 3、温度变送器短路。 4、热电阻回路接线错误。 1、电缆断线。 1、处理接线。 实际温度正常 2、热电阻坏或氧化。 2、更换电阻体。 温度显示最大 3、温度变送器坏。 3、更换温度变送器。 4、温度变送器接线错4、处理接线。 误。 5、处理接线 5、安全栅处接线端子 线断 1、热电阻插入深度不1、更换热电阻。 温度显示不准 够。 2、校验温变。 2、温度变送器不准。 3、更换套管。 3、电阻保护套管破裂 4、热电阻内进水。 4、清理积水。 5、接线端子生锈或松5、处理接线端子。 动。 6、调校一致。 6、安全栅与温变量程 不一致 2 热电偶测温方式 (1)工作原理:
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。
在热电偶回路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此, 在热电偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。 热电偶将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
(2)常见故障及处理方法:
故障现象 可能原因 热电极短路、潮湿或端子短 路,补偿电缆间短路 显示偏低 热电偶电极变质 热电势比实 际小 补偿导线与热电偶极性接反 热电偶接线柱积灰尘造成短 路 补偿导线与热电偶不匹配 热电偶插入深度不够 冷端补偿不符合要求 处理方法 找出短路点,加强绝缘 更换热电偶 更换接线 清理积灰尘 更换配套的补偿导线 按规定安装 调准冷端补偿