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金屬管轉(zhuǎn)子流量計在應(yīng)用中測量誤差控制及公式修正
發(fā)布日期：2018-11-09 10:42:36 來源： 作者： 瀏覽次數(shù)：
【導(dǎo)讀】： 摘要：金屬管轉(zhuǎn)子流量計由于具有結(jié)構(gòu)簡單、測量范圍寬、可靠性高、使用維護方便等優(yōu)點，而被廣泛用于流量檢測和過程控制中，當(dāng)其測量的流體與標(biāo)定的流體不同時，需要對......
摘要：金屬管轉(zhuǎn)子流量計由于具有結(jié)構(gòu)簡單、測量范圍寬、可靠性高、使用維護方便等優(yōu)點，而被廣泛用于流量檢測和過程控制中，當(dāng)其測量的流體與標(biāo)定的流體不同時，需要對測量值進行修正。對金屬管轉(zhuǎn)子流量計測量值的修正公式進行了推導(dǎo)，對正確安裝使用金屬管轉(zhuǎn)子流量計注意事項進行了闡述。提出通過對金屬管轉(zhuǎn)子流量計測量值公式的修正，正確安裝金屬管轉(zhuǎn)子流量計，可獲得準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。
引言
金屬管轉(zhuǎn)子流量計用于連續(xù)測量封閉管道中液體和氣體的體積流量，具有結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小、測量范圍寬、可靠性高、可測量小流量及較低雷諾數(shù)流量、使用維護方便等優(yōu)點。由于金屬管轉(zhuǎn)子流量計適應(yīng)性強，因此被廣泛地應(yīng)用于流量測量和過程控制中。
金屬管轉(zhuǎn)子流量計出廠時的刻度值是用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的水或空氣標(biāo)定的，而在實際工程應(yīng)用中，金屬管轉(zhuǎn)子流量計測量的流體卻不一定是水或空氣。影響金屬管轉(zhuǎn)子流量計測量精確度的因素較多，包括被測流體的溫度、壓力、密度、粘度等。當(dāng)實際測量的流體與標(biāo)定的流體不同，或者狀態(tài)不同時，必須對測量的結(jié)果進行刻度的換算和修正，同時，必須正確地安裝和使用金屬管轉(zhuǎn)子流量計，以獲得準(zhǔn)確、可靠的測量結(jié)果。
1 公式修正
金屬管轉(zhuǎn)子流量計出廠時是用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的水或空氣標(biāo)定的。如果流體狀態(tài)與標(biāo)定狀態(tài)不同，或者測量的流體與標(biāo)定的流體不同時，則直接讀取的流量值是不準(zhǔn)確的，可根據(jù)流量基本方程進行修正。
金屬管轉(zhuǎn)子流量計流量的基本方程為：
式中：α 為流量系數(shù)，與轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)和雷諾數(shù)有關(guān)；ε 為膨脹校正系數(shù)，對不可壓縮流體，ε=1；F0 為轉(zhuǎn)子周圍環(huán)隙面積，與轉(zhuǎn)子懸停高度h相對應(yīng)；Vt 為轉(zhuǎn)子的體積；ρt 為轉(zhuǎn)子材料密度；ρ 為流體密度；A 為轉(zhuǎn)子非常大截面積；g 為重量加速度。
若F0 = c·h （式中，c 與轉(zhuǎn)子和錐形管的尺寸有關(guān)），則：
1.1 氣體流體的修正
由于轉(zhuǎn)子流量計是用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20 ℃，0.101 3 3 MPa） 的空氣標(biāo)定的，所以，在測量氣體流量時，如果氣體不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，或者氣體的密度與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣差異較大，則必須對測量結(jié)果進行修正才能得到正確的流量值。
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，待測氣體流量Q1 與標(biāo)定值Q0 有如下關(guān)系：
式中：ρ1 為標(biāo)準(zhǔn)狀況下，待測氣體的密度；ρ0 為標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣的密度。
待測氣體流量Q1 為：
根據(jù)理想氣體方程PV = nRT 可得：
PV/T=nR
所以：
P1V1/T1=P2V2/T2
式中：P2、V2、T2 為某氣體某一狀態(tài)的壓力、體積、溫度；P1、V1、T1 為某氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的壓力、體積、溫度。
而對于某一特定的系統(tǒng)，流量Q、體積V 和時間t 之間有如下關(guān)系：
V=Qt
則某狀態(tài)下的氣體流量Q2 與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量Q1 之間可按下式換算：
P1Q1/T1=P2Q2/T2
可得：
Q2=P1T2/P2T1*Q1
1.2 液體流體的修正
測量液體流量的轉(zhuǎn)子流量計是用常溫下（20℃） 的水進行標(biāo)定的，如果工業(yè)應(yīng)用時測量的液
體不是水，則需考慮液體密度和粘度與水的差異。如果二者密度和粘度接近，則可忽略密度和粘度的影響；如果二者密度和粘度差異較大，則必須對流量計的指示值進行修正。
出廠標(biāo)定流量值Q0 與測量指示值Q 之間有如下關(guān)系：
上式中的參數(shù)ε可按下式進行計算：
式中：τ 為粘性摩擦力，當(dāng)τ = 0 時為理想流體。
2 金屬管流量計的安裝
為了保證金屬管轉(zhuǎn)子流量計具有較高的測量精確度，需確保金屬管轉(zhuǎn)子流量計正確安裝。
（1） 金屬管流量計選型或訂貨時要向制造商提供準(zhǔn)確的工藝介質(zhì)信息。如果制造商能夠針對工藝介質(zhì)進行流量計的標(biāo)定，則可減少后期測量值的修正工作。
（2） 當(dāng)金屬管轉(zhuǎn)子流量計需要垂直安裝時，其垂直度應(yīng)該≤2 °；若需要水平安裝，則其安裝水平夾角應(yīng)該≤2 °。
（3） 為避免管路條件影響流體流動狀態(tài)，進而對金屬管轉(zhuǎn)子流量計的測量精確度產(chǎn)生影響，金屬管轉(zhuǎn)子流量計的進口之前必須保證有> 5 倍管徑長度的直管段，而其出口之后也要保證> 250 mm長度的直管段。
（4） 為避免鐵磁性物質(zhì)和固體顆粒對金屬管轉(zhuǎn)子流量計的測量精度產(chǎn)生影響，必須在流量計進口直管段之前加裝過濾器。
（5） 如果金屬管轉(zhuǎn)子流量計的錐管和浮子受到污染，必須進行清洗，以免影響測量精確度。金屬管轉(zhuǎn)子流量計的日常維護也要求定期對浮子和錐管進行清洗。
為方便金屬管轉(zhuǎn)子流量計的維護和檢修，應(yīng)該考慮在工藝管線上設(shè)計安裝旁路管道。
3 結(jié)語
使用金屬管轉(zhuǎn)子流量計測量流體流量時，如果待測的流體與標(biāo)定的流體不同，則會產(chǎn)生測量誤差。通過使用流體流量的修正公式對測量結(jié)果進行修正和正確安裝使用金屬管轉(zhuǎn)子流量計，可獲得準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。
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