浅析涡街流量计智能表头具有多种修正补偿功能_金湖黄河自动化仪表厂

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浅析涡街流量计智能表头具有多种修正补偿功能

智能涡街流量计具有HART通讯功能,电路对功耗和抗干扰要求更高,在保留了智能数字涡街电路信号处理优势的条件下,针对数字涡街电路的不足,重新设计了硬件平台,改进两线电流环电路设计,降低电路输入电容、电感,使之达到防爆设计要求。同时为了降低功耗,在保证MCU实现数字信号处理功能的条件下,降低MCU工作主频,实现了HART通讯电路有效加载,达到了设计要求。
 软件加载
  涡街流量计在保留少点数快速傅立叶变换(FFT),周期图谱分析等优势算法的情况下,吸收和优化智能数字涡街程序,消除因降低功耗修改主频带来的算法运行上的困难,成功嵌入HART通讯软件包。
  涡街流量计所具备的各种补偿功能
    涡街流量计与其它智能流量计一样,针对各种测量介质和复杂的工作状况,在仪表的软件开发中,我们赋予仪表各种补偿功能。
  涡街流量计仪表系数K的修正
    通常涡街流量计的仪表系数K是通过液体或气体流量标准装置在常温、常压条件下标定后确定的。如果仪表用于高温流体(例如蒸汽)测量或用于低雷诺数区域的流量测量时,还用实验室标定的仪表系数则会产生很大的测量误差。因此当仪表的工作条件偏离标定条件较远时需对仪表系数K进行修正。
    当雷诺数ReD低于涡街流量计线性工作区时,仪表系数K将出现严重的非线性。为了提高低雷诺数区域测量的精确度,需对仪表系数K进行修正。    
    涡街流量计介质温度对仪表系数K影响的修正
    当涡街流量计测量高温(例如饱和蒸汽、过热蒸汽、热风、热水等)介质时,仪表的表体(测量管)和发生体都处在高温介质中,测量管内径D和发生体的宽度都会由于热膨胀而改变尺寸,进而影响涡街流量计的仪表系数K,所以测量高温介质时仪表也具有对仪表系数K进行修正的功能。
    涡街流量计管径差异影响的修正
    当涡街流量计与配管连接时,涡街流量计测量管内径与上下游配管的内径存在差异时,仪表具有对这种差异引起的误差进行修正的功能。
    涡街流量计流体工作状态物性参数的补偿
    涡街流量计是速度式流量计,它测量的是工作状态下的体积流量。流体的工作状态不同时,对于相同的旋涡频率,所代表的体积流量或质量流量是不同的。在这种情况下,如果不以质量流量或标准状态体积流量来表示真实的流量,就会出现很大的差异,应对流体的不同工作状态进行补偿。
    本流量计对不同状态的气体、液体密度,不同组分的气体密度,不同干度的饱和蒸汽密度,不同状态的过热蒸汽密度,不同状态气体的压缩系数都具有补偿功能。
    涡街流量计样机试制
    完成基于MSP430F1611的低功耗智能数字涡街放大器制作后,前后进行样机实流标定试验近40台次,其间针对抗干扰性能设计了特别的实验(如制造脉动流、管道振动、减少直管段长度、安装问题等等)。针对出现问题放大器多次修改参数和软件。样机验证工作完成后,液体Φ150以下、气体Φ25以上流量测量均可达到15~20:1的范围,液体最低测量流速可达0.2m/s,气体最低测量流速可达2m/s,放大器在通用性、适用性和抗干扰性能上较现有产品有大幅度的提高。
    按照JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》的要求我们对样机进行了全性能型式试验,样机均达到各项指标的要求。
    根据现行防爆标准的要求完成DBLU型智能数字涡街系列的本安防爆认证工作,达到EXiaⅡCT5的本安防爆等级。
    另外,为了保证产品稳定可靠的质量,在满足基本技术条件的同时在可靠性保证大纲内增加了超载试验,噪音及振动试验,变换介质试验以及无故障连续工作试验等项目来进一步确保产品的可靠性。经试验后也取得了较满意的效果。
下一篇:涡街流量计线性DC电源的概念和基本实现方式
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