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?差壓變送器流量測量與校準(zhǔn)

2023-02-03 13:31:04 182

關(guān)鍵字差壓變送器、流量計、校準(zhǔn)、壓力校驗儀

圖片差壓變送器的應(yīng)用場景

  • 流量測量

為了得到流量參數(shù),差壓變送器需要與節(jié)流裝置、流量積算儀配合使用。當(dāng)流體通過管道中的節(jié)流裝置時,其前后端產(chǎn)生壓力差。壓力差由差壓變送器測得,壓力差的大小與瞬時流量正相關(guān)。流量積算儀通過壓力、管道、流體、溫度等參數(shù)即可計算出流量。

  • 壓差測量

測量管道或房間的壓力差,比如潔凈間等。

  • 液位測量

利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差來測量容器內(nèi)液體的液位,液體中某一點的靜壓力與該點到液面的距離成正比,即:P=ρgh。

圖片差壓與流量

差壓式流量計是最常見的流量計之一。據(jù)估計,目前工業(yè)流量計中至少有40%是差壓裝置,其中孔板最受歡迎。

使用流體流過管道限制引起的壓降作為流量測量的概念可以追溯到 18 世紀(jì),當(dāng)時它是由伯努利發(fā)現(xiàn)的。
下圖描述了Δp流量計工作原理的基本原理。

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差壓變送器流量測量工作原理

當(dāng)流體流過限制時,它會加速到更高的速度(即V2>V1),以保持質(zhì)量流量,因此其靜壓下降。該壓差(Δp)是流經(jīng)設(shè)備的流量的量度。

簡單來說,對于給定的限制大小,Δp越高,流速越高。
壓差和流量之間的關(guān)系由伯努利方程推導(dǎo)出來。
使用伯努利方程和質(zhì)量守恒,可以證明產(chǎn)生的壓差與質(zhì)量流量{Qm(kg/s)}的平方成正比:

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許多可用的Δp儀表的工作原理是測量上游和下游之間的壓力差,但也有一些儀表以其他方式使用差壓,例如可變面積儀表。

差壓式流量計廣泛應(yīng)用于石油和天然氣、水處理、制藥、食品和飲料、采礦、化學(xué)制造和暖通空調(diào)等行業(yè)。

圖片差壓流量計的類型

差壓式流量計不同類型的差別主要體現(xiàn)在節(jié)流裝置上,差壓變送器和流量積算儀沒有本質(zhì)差別,只是量程或參數(shù)不同而已。

按節(jié)流裝置的不同,差壓式流量計分為:

  • 孔板
  • 文丘里管
  • 文丘里噴嘴
  • 錐形儀表
  • 噴嘴
  • 拖板
  • 入口流量計
  • 楔形流量計
  • 可變面積計

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圖片差壓變送器的校準(zhǔn)

差壓變送器的校準(zhǔn)遵循《JJG 882-2019 壓力變送器》檢定規(guī)程。

差壓變送器的校準(zhǔn)大體分為三種情況:

圖片實驗室校準(zhǔn)

實驗室在滿足條件的情況下,可以按照《JJG 882-2019 壓力變送器》出檢定書或CNAS證書。

在此需要注意:
檢定時由此引入的擴展不確定度U應(yīng)不大于被檢壓力變送器最大允許誤差絕對值的1/4;準(zhǔn)確度等級為0.05級的壓力變送器,由此引入的擴展不確定度U應(yīng)不大于被檢壓力變送器最大允許誤差絕對值的1/3。

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圖片現(xiàn)場校準(zhǔn)

在歐洲等國家,壓力儀表大部分會在現(xiàn)場校準(zhǔn)。國內(nèi)的情況則相反,大多數(shù)儀表在實驗室完成校準(zhǔn)。隨著技術(shù)的進步和校準(zhǔn)成本的降低,現(xiàn)場校準(zhǔn)將會是大勢所趨。

  • 現(xiàn)場環(huán)境雖然復(fù)雜,但更符合儀表實際運行的狀態(tài),現(xiàn)場校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)更能反應(yīng)儀表真實運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。

  • 現(xiàn)場校準(zhǔn)的時間成本更低,省去了拆裝、運輸、實驗室等待的時間。

  • 壓力設(shè)備的反復(fù)拆裝會引起設(shè)備損害或管道泄漏等問題。

  • 現(xiàn)場設(shè)備必須預(yù)留壓力測試口,校準(zhǔn)時從主管道隔離,通過測試口加壓進行校準(zhǔn)。這個問題看似簡單,但卻是國內(nèi)目前無法開展現(xiàn)場校準(zhǔn)的一個大難題。

  • 現(xiàn)場校準(zhǔn)對校驗設(shè)備的要求更高。

    由于現(xiàn)場的溫濕度環(huán)境不確定性大,所以要求校驗設(shè)備帶有自動溫度補償能力;由于差壓(特別是微差壓)的控制受環(huán)境影響較大,要求校驗儀具備足夠優(yōu)秀的控制能力和響應(yīng)速度。

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ConST811A壓力校驗儀校準(zhǔn)差壓變送器

圖片現(xiàn)場比對

如果現(xiàn)場校準(zhǔn)的條件也不具備,現(xiàn)場比對也是對設(shè)備驗證的一個手段。

將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與被測儀表安裝在相同的測試位置,同時感受現(xiàn)場工作的壓力,通過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與被測儀表的輸出值進行比對,以判斷被測試儀表的工作狀態(tài)。
如下圖所示:通過ConST326外接兩個壓力模塊構(gòu)建差壓測量模式,與差壓變送器(DP Transmitter)的測量進行現(xiàn)場比對測量。


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ConST326雙壓力模塊測量模式現(xiàn)場比對

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