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閱讀：330發(fā)布時(shí)間：2013-8-28
靶式流量計(jì)在硬水流量測(cè)量中出現(xiàn)的問題及選型
流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)中，貫穿于全過程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開流量計(jì)量。流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)確影響各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生生產(chǎn)安全事故。流量計(jì)測(cè)量的是否準(zhǔn)確與流量計(jì)的測(cè)量方式和被測(cè)介質(zhì)的特點(diǎn)有很大的關(guān)系。使用介質(zhì)為生產(chǎn)循環(huán)水，水的溫度在6O～80℃ ，硬度8～13，屬于硬水。由于生產(chǎn)循環(huán)水，水質(zhì)差，硬度大，在生產(chǎn)過程中易結(jié)垢。FIC1101在采用靶式流量計(jì)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)測(cè)量值不準(zhǔn)確和不變化的問題．需要經(jīng)常維修，清理靶片和靶桿上的水垢。后來對(duì)FIC1101改變了測(cè)量方式，在采用渦街流量計(jì)時(shí)．經(jīng)常出現(xiàn)測(cè)量值波動(dòng)大和回零問題，需要每周維修多次。根據(jù)FIC1101在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。結(jié)合硬水特點(diǎn)和流量計(jì)的測(cè)量方式和取壓方式進(jìn)行一一分析和討論。
1 靶式流量計(jì)
1．1 現(xiàn)象
在生產(chǎn)測(cè)量過程中，F(xiàn)IC1101采用了靶式流量計(jì)。工藝反映其測(cè)量值不準(zhǔn)確，出現(xiàn)偏高或偏低以及不動(dòng)彈的現(xiàn)象。對(duì)FIC1101的電路模塊、HV1101的開度和泵的出口壓力進(jìn)行檢查，均屬正常。拆卸FICI101，發(fā)現(xiàn)靶片和反饋桿上，結(jié)有一層水垢。并且反饋桿的彈性較差。這些水垢對(duì)靶式流量計(jì)有那些影響呢?首先看其測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)。
1．2 測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)
當(dāng)介質(zhì)在測(cè)量管道中流動(dòng)時(shí)．因其自身的動(dòng)能通過阻流元件（靶片和杠桿3）時(shí)而產(chǎn)生的壓差，并對(duì)阻流元件有一作用力 ，如圖1所示【l1，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，其數(shù)學(xué)公式『1_表達(dá)如下：
F1 CdAp·V2／2 （1）
式中： 為阻流元件所受的作用力（Kg）；Cd為物體阻力系數(shù)；A為阻流元件的軸向投影面積（mm ）；P為工況下介質(zhì)密度（Kg／m ）；V為介質(zhì)在測(cè)量管中的平均流速（m／s）。阻流件（靶片）接受的作用力 作用在杠桿3（反饋桿）上，杠桿3在 的作用下，以軸封膜片為支點(diǎn)（軸封膜片一方面作為杠桿的支點(diǎn)，另一方面起密封作用）將力 傳給副桿l，形成力 。副桿1的另一端與電容力傳感器相連，電容力傳感器把副桿1傳遞的力 轉(zhuǎn)換成毫伏電壓信號(hào)輸出：
U=KF，式中：U為電容力傳感器輸出的電壓（mV）；K為比例常數(shù)；F為阻流元件（靶片）所受的作用力（Kg）。由此．電壓信號(hào)經(jīng)前置放大、A／D轉(zhuǎn)換、微處理器、D／A轉(zhuǎn)換器等電路。輸出4～20 mA開方電流模擬信號(hào)及HART數(shù)字信號(hào)，即可得到相應(yīng)的瞬時(shí)流量和累積總量。
1．3 分析故障產(chǎn)生的原因
1）當(dāng)水垢結(jié)在靶片上，使靶片面積A增加，由公式（1）可知．作用在靶片上的沖量也隨之增加。在杠桿l和杠桿3的傳遞下，作用在電容力傳感器上的力 增加，由公式（2）可知．電容力傳感器輸?shù)碾妷盒盘?hào)增加，造成測(cè)量值比真實(shí)值偏高。
2）當(dāng)水垢結(jié)在杠桿3上，使杠桿3的直徑增加，造成杠桿3與軸封膜片之間產(chǎn)生應(yīng)力 。 經(jīng)過杠桿1傳遞給電容力傳感器上，因此，F(xiàn)2=FI+F3。隨著 的方向變化，造成 增大或減小，使電容力傳感器輸出的電壓信號(hào)增大或減小，導(dǎo)致測(cè)量值比真實(shí)值偏高或偏低。
3）隨著水垢結(jié)在杠桿3上的厚度達(dá)到一定程度后，使杠桿3與軸封膜片之間包死．杠桿3失去了彈性，軸封膜片失去了支點(diǎn)作用， 的大小已不能通過杠桿1和3傳遞給電容力傳感器，而 的大小保持不變，因此，電容力傳感器輸出的電壓信號(hào)不變．造成測(cè)量值不動(dòng)彈的假現(xiàn)象。
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