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罗斯蒙特质量流量计测量原理及应用之二

罗斯蒙特质量流量计测量原理及应用之二

四、信号特性
罗斯蒙特公司的变送器为模块化并带有微处理器功能,配合ASICS数字技术,可选择数字通信协议。它与传感器连接使用可获得高精确度的质量流量、密度、温度和体积流量信号,并将获得的信号转换为模拟量、频率等输出信号,还可使用275HART协议通信手操器或AMSProlink软件对其组态、检查及通信。

五、
SP数字信号处理器特性

DSP数字信号处理器是一个实时处理信号的微处理器,在科里奥利流量计里,我们使测量管在一个已知的频率下振动,因此任何在此振动频率范围之外的频率都是噪声,需要除掉它们以准确地确定质量流量。例如,一个50Hz60Hz的信号很可能来源于与附近动力线的耦合。如何在实际上过滤这些多余的信号则需要一些更多的在那时刻所得到的背景信息,图8表明了噪声如何出现在原转换器信号上,以及被过滤后的最终信号。
与使用时间常量去阻抑和稳定信号相比,使用数字信号处理(DSP)技术的主要好处之一,是能够以一个被提高了的采样率去过滤实时信号,减少了流量计对流量的阶跃变化的响应时间。使用多参数数字(MVD)变送器的响应时间比使用模拟信号处理的传统变送器快2~4倍,更快的响应时间会提高短批量控制的效率和精确度。
DSP技术另一个颇有价值且更富有挑战性的应用实例是气体测量,因为高速气体通过流量计会引起较严重的噪声。通过高准Elite系列传感器,与流量信号混杂的噪声被减至最小。现在DSP技术能更好地滤波,并进一步减小了质量流量计对噪声的敏感度。采用MVD变送器测量气体的结果在重复性和精确度上都有了显著提高。
DSP技术提供了一个“通往处理的窗户”,当浏览这个窗户时,首先集中在测量管振动频率附近的信号上。实际上,有意地抛弃了其余的信息,很可能正是隐藏在这些无用的数据里的信息会铺平通往新的诊断技术的道路。例如,频谱分析可能会引导我们取得在夹杂空气或团状流动流体测量上的进展,流体在测量管内壁的附着也是另一个有希望被DSP技术检测到的故障,频谱的变化也很可能被用于预测传感器的故障。

六、测量环境的影响
1、流体压力的影响

首先考虑流体压力不应超过规定工作压力,其次考虑静压变化影响的程度。压力变化影响测量管绷紧程度和布登效应的程度,以及破坏测量管不对称的原零点偏置。虽然仪表常数变动和零漂很小,但是使用压力时和校准时相差甚大时,对于高精确度仪表影响值还是不能忽视的。小口径仪表壁厚管径比大,影响小;大口径仪表壁厚管径比小。
2、流体密度影响

流体密度变化改变流量测量系统的质量,从而使流量传感器的平衡发生变化,导致零点偏移。如果测量某一特定液体,只要在实际使用的液体密度条件下调零,使用过程中的密度变化不大,一般不存在问题。但在一根管道上测量密度差别较大的几种液体时,会带来零点变动的附加误差。
3、流体粘度影响
罗斯蒙特公司的科氏力质量流量计CMF可测量液体粘度的范围很宽,并呈现良好的测量性能。虽有报告论及粘度影响测量精确度,但很少有试验数据。液体粘度会改变系统的阻尼特性,从而影响零偏置;在低流量时对流量测量值有一定程度的影响。
4、双相流体中异相含量影响
制造厂常称含有百分几体积比游离气体影响测量不大。当测量气泡小而分布均匀的液体,如冰淇淋和相似乳化液,影响可能是相对的。含气泡1%时有些型号无明显影响,有些型号误差为1%2%,其中一台双管直管式则高达10%15%;含气泡10%时,误差普遍增加到15%20%,个别型号高达80%。此外流体的压力、流速、粘度和气液混合方式的差异,所带来的影响也不一样。测量含有少量固体的液体时,各类型CMF都有较高的信赖度。当固体含量较多或固体具有强磨蚀性或软固体(如食品汤汁中的蔬菜块),应选用单管直管型或串联双管型。因为如用并联双管型,分流器上有可能粘附异物或磨损导致改变两路分流量,产生误差;更为严重者如一路堵塞可能不被立即发现。
5、
环境振动影响

CMF可以在振动环境下工作,但必须与振动隔离,例如与振动管间用柔性管连接和采用隔离振动的支撑架。但更应预防振动频率与CMF的工作频率或谐波频率相同。同一型号多台仪表串接安装或较接近地平行安装,尤其是装在同一支撑台架上,各CMF间工作频率振动会相互影响,引起异常振动,严重时会使仪表无法工作。在订购时可专门向制造厂提出,错开两串联CMF的工作频率。
6、
管道应力影响

若连接流量传感器管道中心未对准(或不平行)或管道温度改变,管道应力会形成压力、拉力、或剪切力作用到CMF测量管间的对准,引起检测探头的不对称性,导致零点变动。CMF安装好后必须调零以消除或减小这一影响。若管道严重未对准,有可能无法调至零位。管道温度偏离安装时温度,管道产生的热膨胀(或收缩)力亦将作用到流量传感器。有些CMF设计在测量管进出口各有一个很重的分流器,可减小管道应力对测量管的影响。直形测量管CMF特别易受热膨胀力的影响,必要时可在管道装热膨胀隔离管件。
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