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影响涡轮流量计测量精度的主要因素介绍

涡轮流量计只有在应用合理的条件下,才能在其整段量程上保证标称精度。因此,必须了解如何估算各种因素对流量计性能的影响。对精度要求较高的场合尤其重要。
最常用的流量传感器大概要算是轴流式涡轮流量计了。它能发生与流量成正比的频率信号;体积小、结构简单、精度高、量程宽、响应快、而且压降也比较小,其转子的转速与体积流量成正比,且在20:1的量程上能达到±0.25%的精度和±0.05%的复现性。但这只能在所有影响流量计性能的干扰因素得以控制的情况下才成立。
涡轮流量计制造厂提供的标定系数通常是以水为基准的。条件是粘度为1mPa·s,比重为1.0。另外,在标定时也尽量满足其它理想条件,如流速稳定、不夹带气体、无污物、水温接近环境温度,并维持足够高的管道压力以避免在最大流量时出现气穴。还有仪表在标定时多采用水平位置。
然而,在真正的现场应用中却存在着许多影响流量计性能的重要因素。其中包括粘度和密度的变化,上游及下游管道的影响、夹带的气体、污浊物、液体压力、气穴作用、液体温度及仪表的安装方位等等。
1、粘度/密度影响程
介质的粘度是涡轮流量计应用中的一个至关重要的参数。随着粘度的增大,整个量程的小流量段要比大流量段受到更大的影响。根据经验,如果粘度以m²/s(108cst)为单位,在保持流量计性能的前提下,最大允许粘度为该流量计通径的2.5×10-6倍。例如,有一台4寸的流量计,若维持其线性度在±0.5%的范围内,则允许介质粘度可以大到1×10-5m²/s(10cst)。尽管涡轮流量计的线性度随着粘度的增大而变糟,但其复现性却保持不变。这意味着若配上智能显示仪或计算机系统,涡轮流量计还有可扩展的应用余地。
液体涡轮流量计量程的小流量段性能还受介质密度的影响。当比重小于0.70时,仪表量程将会减小到其标称量程乘以比重的平方根。这里提供的仅是一种粗略的估算方法,但对液烃的流量计量仪表选型却有很重要的指导意义。它们的比重大都在0.50~0.80之间,粘度也很小,最适宜用涡轮量计计量。例如有一台1寸涡轮流量计,其规格中给出的线性量程为1.5~15m³/h,即10:1.当用于计量比重为0.50的介质时,其线性量程将减小到7:1。若还要求10:1的线性量程,则需要提供一台稍加修改的流量计,有时量程也得迁移。
2、入口条件对精度至关重要
在标定流量计时,通常使其入口流束处于充分的紊流状态且无涡流。这样的理想状态需设置较长的直管段。而在实际应用中,流量计有时不得不安装在靠近泵、变径短节、弯头及阀之类的管接件附近,这些东西都会干扰流量计入口流束的状态,从而影响流量计的精度。
根据流量计的设计要求和所能提供的管段内侧直度,多数厂家都推荐流量计上游侧设10D到20D的直管段、下游侧设5D的直管段以保证其性能(D为流量计通径)。
以10D到20D上游直管段为准则而产生的安装误差