流量信號的傳遞失真與影響

1、流量信號的傳遞失真與影響流量信號的傳遞失真與影響紀紀 綱綱上海同欣自動化儀表有限公司上海同欣自動化儀表有限公司 1. 1. 概概 述述1.1 流量信號的傳遞失真流量信號的傳遞失真 被測流體流過流量傳感器得到的流量信號，被測流體流過流量傳感器得到的流量信號，在傳遞到顯示表、轉(zhuǎn)換器或變送器時存在失真。在傳遞到顯示表、轉(zhuǎn)換器或變送器時存在失真。1.2 流量信號傳遞失真的影響流量信號傳遞失真的影響 導致流量計示值偏離應有值。導致流量計示值偏離應有值。 2-1 1.3 如如 何何 發(fā)發(fā) 現(xiàn)現(xiàn) 傳傳 遞遞 失失 真真l 對流量計零點進行核對時發(fā)現(xiàn)無中生有。對流量計零點進行核對時發(fā)現(xiàn)無中生有。l 一根管道兩

2、套表，兩套表的測量結(jié)果出現(xiàn)較一根管道兩套表，兩套表的測量結(jié)果出現(xiàn)較 大差異。大差異。l 總表示值與各分表示值之和存在較大差異?？偙硎局蹬c各分表示值之和存在較大差異。l 發(fā)現(xiàn)流量示值停在一處長時間不動。發(fā)現(xiàn)流量示值停在一處長時間不動。l 流量示值與工藝專業(yè)的估算值相差太多。流量示值與工藝專業(yè)的估算值相差太多。 2-2 2. 2. 差壓式流量計信號傳遞失真差壓式流量計信號傳遞失真l 在被測流體為干氣體時，差壓信號的傳遞失在被測流體為干氣體時，差壓信號的傳遞失 真一般不會發(fā)生（導壓管堵塞和泄漏除外）。真一般不會發(fā)生（導壓管堵塞和泄漏除外）。 l 被測流體為濕氣體和蒸氣時，極易發(fā)生。被測流體為濕氣體和

3、蒸氣時，極易發(fā)生。l 被測流體為液體時較易發(fā)生。被測流體為液體時較易發(fā)生。l 雙量程差壓流量計，量程低段差壓值很小，雙量程差壓流量計，量程低段差壓值很小， 差壓信號傳遞失真是極大威脅。差壓信號傳遞失真是極大威脅。 2-3 2.1 2.1 兩個冷凝罐內(nèi)液位高度不一致引起的傳遞失真兩個冷凝罐內(nèi)液位高度不一致引起的傳遞失真l 冷凝罐的作用是將差壓變送器與高溫介質(zhì)隔離冷凝罐的作用是將差壓變送器與高溫介質(zhì)隔離 開來。開來。 l 要求正負壓端冷凝罐具有相同尺寸，盡可能要求正負壓端冷凝罐具有相同尺寸，盡可能 靠近，并安裝在相同高度，罐內(nèi)液位高度相同。靠近，并安裝在相同高度，罐內(nèi)液位高度相同。（液位高度相差（

4、液位高度相差1mm，就產(chǎn)生，就產(chǎn)生1mmH2O的傳遞的傳遞 失真）失真） 2-42.1.1 2.1.1 導壓管連接不合理引起液位高度不一致導壓管連接不合理引起液位高度不一致 2-5 正確的導管連接正確的導管連接 不正確的導管連接不正確的導管連接2.1.2 2.1.2 兩個取壓點相距較遠容易引起高度差異兩個取壓點相距較遠容易引起高度差異 2-6正端取壓口正端取壓口負端取壓口負端取壓口節(jié)流件節(jié)流件qmDD/2圖圖 3 徑距取壓中的兩個冷凝徑距取壓中的兩個冷凝罐罐2.1.3 452.1.3 45角引壓容易引起液位差角引壓容易引起液位差 2-7圖圖 5 導壓管導壓管45角方向引出角方向引出圖圖 4 導

5、壓管從水平方向引出導壓管從水平方向引出2.4 2.4 線線 性性 孔孔 板板 的的 例例 子子 2-8AB兩點水平距離兩點水平距離1m，高度之差即轉(zhuǎn)化為液柱差，高度之差即轉(zhuǎn)化為液柱差AB2.5 2.5 正負壓管內(nèi)的垂直部分管內(nèi)溫度不一致引起的失真正負壓管內(nèi)的垂直部分管內(nèi)溫度不一致引起的失真 2-9溫度差引起的差壓失真溫度差引起的差壓失真H2.6 2.6 根部閥的不當選型引起的傳遞失真根部閥的不當選型引起的傳遞失真 2-10圖圖 8 汽液交換不暢的例子汽液交換不暢的例子孔板孔板切斷閥切斷閥冷凝器冷凝器2.7 2.7 隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真(

6、(一）一） 2-11隔離液剛剛充灌時，通過三閥組的平衡閥能使兩只隔離容器中隔離液剛剛充灌時，通過三閥組的平衡閥能使兩只隔離容器中的隔離液液位高度相等，但運行一段時間后由于隔離液泄漏或的隔離液液位高度相等，但運行一段時間后由于隔離液泄漏或在運行時誤開平衡閥，導致隔離液液位高度不相等，從而引入在運行時誤開平衡閥，導致隔離液液位高度不相等，從而引入附加差壓。其值可用式（附加差壓。其值可用式（1）計算：）計算： （1）式中式中 dp 附加差壓，附加差壓，Pa；h1 正壓管中隔離液液位高度，正壓管中隔離液液位高度，m；h2 負壓管中隔離液液位高度，負壓管中隔離液液位高度，m；1 被測介質(zhì)密度，被測介質(zhì)密

7、度，kg/m3；2 隔離液密度，隔離液密度，kg/m3；g 重力加速度，重力加速度，m/s2。 ghhdp12212.7 2.7 隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真隔離灌內(nèi)隔離液液位高度不相等引起的失真( (二）二） 2-12圖圖 9 充隔離液差壓式流量計管線連接充隔離液差壓式流量計管線連接 1節(jié)流裝置；節(jié)流裝置；2閥門；閥門；3隔離容器注液口；隔離容器注液口；4溢流口；溢流口；5三閥組；三閥組；6差壓變送器差壓變送器2.8 2.8 導壓管坡度不合理引起的失真導壓管坡度不合理引起的失真 2-13圖圖 10 徑距取壓蒸汽流量計現(xiàn)場安裝徑距取壓蒸汽流量計現(xiàn)場安裝2.9 2.9 濕氣體中的水汽在

8、變送器內(nèi)凝結(jié)引起的失真濕氣體中的水汽在變送器內(nèi)凝結(jié)引起的失真 2-14圖圖11 被測流體為濕氣體時，信號管路安裝示意圖被測流體為濕氣體時，信號管路安裝示意圖（a）典型安裝方法）典型安裝方法（b）防止高低壓室積液的安裝方法）防止高低壓室積液的安裝方法2.10 2.10 冷凝液在環(huán)室空腔內(nèi)積聚引起的失真冷凝液在環(huán)室空腔內(nèi)積聚引起的失真 2-15圖圖 12 垂直管道信號管路連接圖垂直管道信號管路連接圖圖圖 13 正壓管內(nèi)積水對壓力正壓管內(nèi)積水對壓力 信號傳遞的影響信號傳遞的影響2.11 2.11 冷凝液在管道內(nèi)積聚引起的失真（一）冷凝液在管道內(nèi)積聚引起的失真（一） 2-162.11 2.11 冷凝液

9、在管道內(nèi)積聚引起的失真（二）冷凝液在管道內(nèi)積聚引起的失真（二） 2-17圖圖 14 現(xiàn)場測量濕氣體流量的幾種常見配置現(xiàn)場測量濕氣體流量的幾種常見配置2.12 2.12 氣體在導壓管內(nèi)積聚引起差壓信號傳遞失真的例子氣體在導壓管內(nèi)積聚引起差壓信號傳遞失真的例子 2-18圖圖15 (a) 均速管安裝位置及其同差壓計的連接均速管安裝位置及其同差壓計的連接圖圖15（b）不正確安裝方法）不正確安裝方法2.13 2.13 一體化差壓流量計引壓不合理引起的傳遞失真一體化差壓流量計引壓不合理引起的傳遞失真 2-19 2.14 差差 壓壓 信信 號號 傳傳 遞遞 的的 動動 態(tài)態(tài) 失失 真真l 母管內(nèi)的壓力變化（

10、壓差并未變化）引起短母管內(nèi)的壓力變化（壓差并未變化）引起短 時差壓變化。時差壓變化。l 差壓變化時，因正負壓管滯后時間的差異，差壓變化時，因正負壓管滯后時間的差異， 導致變送器接收到的信號與節(jié)流裝置端的差導致變送器接收到的信號與節(jié)流裝置端的差 壓信號在短時間內(nèi)不一致。壓信號在短時間內(nèi)不一致。 2-20（1）動態(tài)失真的表現(xiàn)）動態(tài)失真的表現(xiàn) （2） 動動 態(tài)態(tài) 失失 真真 的的 起起 因因l 差壓信號導壓管敷設(shè)要求盡可能對稱。差壓信號導壓管敷設(shè)要求盡可能對稱。l 正負壓兩根導壓管：管道、管件、閥門的尺寸保持正負壓兩根導壓管：管道、管件、閥門的尺寸保持 相同，走向相同，盡可能靠近，內(nèi)徑相同。相同，走

11、向相同，盡可能靠近，內(nèi)徑相同。l 導壓管內(nèi)徑與長度及介質(zhì)符合標準規(guī)定。導壓管內(nèi)徑與長度及介質(zhì)符合標準規(guī)定。 2-21 3. 3. 渦街流量計信號傳遞失真的實例渦街流量計信號傳遞失真的實例 渦街流量計中的旋渦發(fā)生體，將體積渦街流量計中的旋渦發(fā)生體，將體積流量信號轉(zhuǎn)換為旋渦的頻率信號，再經(jīng)探流量信號轉(zhuǎn)換為旋渦的頻率信號，再經(jīng)探頭和電子學部分的處理，輸出電脈沖信號。頭和電子學部分的處理，輸出電脈沖信號。 由于探頭送出的信號一般都很微弱，由于探頭送出的信號一般都很微弱，容易接受來自外部的干擾，如果相關(guān)問題容易接受來自外部的干擾，如果相關(guān)問題處理得不好，必將引起流量信號的傳遞失處理得不好，必將引起流量信

12、號的傳遞失真。真。 2-22 3.1 3.1 屏屏 蔽蔽 罩罩 缺缺 失失 引引 入入 50Hz50Hz 干干 擾擾 在分體式渦街流量計中，裝有電子學部分的在分體式渦街流量計中，裝有電子學部分的轉(zhuǎn)換器與探頭之間相隔幾米到十幾米，兩者之間轉(zhuǎn)換器與探頭之間相隔幾米到十幾米，兩者之間用專用的屏蔽電纜連接。為了防止外部電磁場干用專用的屏蔽電纜連接。為了防止外部電磁場干擾的侵襲，有的產(chǎn)品在接線盒內(nèi)還設(shè)計了一個屏擾的侵襲，有的產(chǎn)品在接線盒內(nèi)還設(shè)計了一個屏蔽罩，如蔽罩，如DY型旋渦流量計等。型旋渦流量計等。 這個屏蔽罩如果沒有裝上，或者接線盒端蓋這個屏蔽罩如果沒有裝上，或者接線盒端蓋未旋上，都會引入未旋上，

13、都會引入50Hz干擾。這時，無論流量計干擾。這時，無論流量計測量管內(nèi)的流體流速達到多少，轉(zhuǎn)換器輸出的電測量管內(nèi)的流體流速達到多少，轉(zhuǎn)換器輸出的電脈沖信號總是脈沖信號總是50Hz。 2-23 3.2 3.2 由屏蔽層接地問題引入干擾的例子由屏蔽層接地問題引入干擾的例子 在分體式渦街流量計中，連接探頭和轉(zhuǎn)換器的專用屏蔽在分體式渦街流量計中，連接探頭和轉(zhuǎn)換器的專用屏蔽電纜需按規(guī)定接地。采用不符合要求的電纜或電纜屏蔽層的電纜需按規(guī)定接地。采用不符合要求的電纜或電纜屏蔽層的不合理接地，如兩端都就地接地等，都會引入干擾，引起流不合理接地，如兩端都就地接地等，都會引入干擾，引起流量信號的傳遞失真。量信號的傳

14、遞失真。 但在現(xiàn)場的調(diào)試中，全部按說明書要求安裝專用電纜并但在現(xiàn)場的調(diào)試中，全部按說明書要求安裝專用電纜并做好接地后，有時還會出現(xiàn)做好接地后，有時還會出現(xiàn)“無中生有無中生有”現(xiàn)象。即流體完全現(xiàn)象。即流體完全沒沒有流動，轉(zhuǎn)換器卻有脈沖輸出。其原因有的是因管道振動，有流動，轉(zhuǎn)換器卻有脈沖輸出。其原因有的是因管道振動，有的管道完全沒有振動仍然是有的管道完全沒有振動仍然是“無中生有無中生有”。而卸下屏蔽層。而卸下屏蔽層的的接地，讓其浮空，接地，讓其浮空，“無中生有無中生有”現(xiàn)象卻消失了，流量計也能現(xiàn)象卻消失了，流量計也能正正常測量了。這是一種很特殊的情況。常測量了。這是一種很特殊的情況。 2-24 3

15、.3.3 3 信號電纜連接錯誤的例子信號電纜連接錯誤的例子 2-25 4.4. 電磁流量計信號傳遞失真的實例電磁流量計信號傳遞失真的實例 流量傳感器內(nèi)的兩個電極之間輸出的與流體流量傳感器內(nèi)的兩個電極之間輸出的與流體流速成正比的電信號，一般只有幾毫伏，最大也流速成正比的電信號，一般只有幾毫伏，最大也只有十幾毫伏。在將這種信號傳送到轉(zhuǎn)換器的過只有十幾毫伏。在將這種信號傳送到轉(zhuǎn)換器的過程中，外部電磁場干擾很容易趁虛而入，導致信程中，外部電磁場干擾很容易趁虛而入，導致信號的傳遞失真。號的傳遞失真。 對于分體式電磁流量計，制造商配套供應帶對于分體式電磁流量計，制造商配套供應帶雙重屏蔽或三重屏蔽的專用電纜

16、，并在電纜終端雙重屏蔽或三重屏蔽的專用電纜，并在電纜終端頭上標明相應的端子號。問題出在安裝接線時由頭上標明相應的端子號。問題出在安裝接線時由于疏忽而將線接錯，三根線中的任意兩根如果接于疏忽而將線接錯，三根線中的任意兩根如果接錯，都會引起信號傳遞失真，招致儀表指示異常。錯，都會引起信號傳遞失真，招致儀表指示異常。 2-26 5 5. . 結(jié)結(jié) 束束 語（一）語（一） 流量信號的傳遞失真，在流量測量系統(tǒng)中普遍流量信號的傳遞失真，在流量測量系統(tǒng)中普遍存在。每一種流量測量系統(tǒng)都會出現(xiàn)流量信號傳遞失存在。每一種流量測量系統(tǒng)都會出現(xiàn)流量信號傳遞失真。其中一部分是在儀表設(shè)計制造環(huán)節(jié)引入，而更多真。其中一部分是在儀表設(shè)計制造環(huán)節(jié)引入，而更多的是在系統(tǒng)設(shè)計和安裝環(huán)節(jié)引入。的是在系統(tǒng)設(shè)計和安裝環(huán)節(jié)引入。 流量信號的傳遞失真，有很大一部分并不引起流量信號的傳遞失真，有很大一部分并不引起人們的注意，有些甚至可以說是熟視無睹。往往是等到人們的注意，有些甚至可以說是熟視無睹。往往是等到流量計示值準確性驗證時存在較大差額，或在交工驗收流量計示值準確性驗證時存在較大差額，或在交工驗收對流量計進行零點檢查時才發(fā)現(xiàn)。對流量計進行零點檢查時才發(fā)現(xiàn)。 2-27