影響質(zhì)量流量計測量精度的因素及修正
發(fā)布時間：2023-04-27 14:42:58來源：hseauto.cn來源：..
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影響質(zhì)量流量計測量精度的因素有很多，如儀表的基本誤差、零點穩(wěn)定度、重復(fù)性誤差等，這些誤差可以從質(zhì)量流量計的設(shè)計和制造方面來修正。另外，質(zhì)量流量計在安裝和使用過程中也會產(chǎn)生一定的誤差，如工藝溫度過高、工藝壓力遠遠高于檢定壓力或周圍環(huán)境強烈的機械振動等，都會影響質(zhì)量流量計的測量精度。
1.機械振動的影響及修正從質(zhì)量流量計的工作原理中我們知道，它是基于振動的原理進行測量的儀表它以自身的頻率振動。流經(jīng)流量管的流體引起測量管扭曲，且扭曲的程度與質(zhì)量流量大小成正比。而外界的機械振動所產(chǎn)生的諧振波勢必會干擾儀表自有的振動幅度和頻率，影響測量的精度，嚴重時甚至還會損壞儀表。為消除機械振動對儀表精度造成的影響，我們應(yīng)在安裝和使用維護方面加以注意。
首先，安裝的地點應(yīng)盡量選擇在沒有機械振動的地方，遠離泵房、機組等振動源。盡量避免在同一管道上安裝兩臺或以上的傳感器，因為測量管振動會使各質(zhì)量流量計之間相互影響，產(chǎn)生干擾而引起異常振動，影響儀表工作。
其次，要規(guī)范儀表安裝。采用無應(yīng)力安裝，安裝時將直管直接先固定在支撐架上，裝上流量計的連接件，將直管按應(yīng)有的長度割開，將流量計無壓力焊接吊裝：或?qū)⒐に嚬艿琅c法蘭正確對準，保持同軸以減小應(yīng)力，并設(shè)置固定支撐架，避免儀表在較長管線上振蕩。但支撐架應(yīng)安裝在儀表兩端法蘭外的管線上，否則如果直接支撐于儀表本身會影響其自由振蕩，振蕩時產(chǎn)生的相位差就會出現(xiàn)偏差，從而影響測量結(jié)果，尤其對大口徑流量計，因其振動幅度大，后果更嚴重。
在不能避免傳感器在同一管道中串聯(lián)使用時，應(yīng)向廠家提出錯開接近儀表的共振頻率值，或拉開傳感器的安裝距離，分別設(shè)置獨立的支撐架。
在傳感器附近工藝管線上有閥門或泵時，都需要有它自己的支撐物，不能用傳感器的安裝底板或工藝過程的連接件來支撐。對于較短時間或較弱的振動，可通過增加阻尼系數(shù)來進行修正。阻尼系數(shù)可以通過275通訊器修改，一般設(shè)置為5~30秒。
2.工藝溫度的影響及修正工藝溫度的變化會引起介質(zhì)體積的變化，但不會影響測量結(jié)果，因為無論溫度如何變化質(zhì)量總是守恒的。但溫度的變化會影響測量管剛性與零點穩(wěn)定度，從而影響質(zhì)量流量計的測量精度。
溫度的變化對測量管剛度的改變在于：當溫度升高時，測量管的材質(zhì)會變軟，反之則變硬，科氏力產(chǎn)生的扭曲量也因此受影響。但流量管剛性具有重復(fù)性且可修復(fù)。一般質(zhì)量流量計的傳感器內(nèi)都安裝有RTD溫度傳感器，可進行溫度測量并進行溫度補償。如艾默生的質(zhì)量流量計，其測量管剛性隨溫度的變化可以用溫度系數(shù)T來修正。
但溫度變化對零點穩(wěn)定度的影響卻會產(chǎn)生一個附加誤差，且是非重復(fù)性的。這是由于傳感器的材質(zhì)和幾何結(jié)構(gòu)的不均衡造成的。傳感器的零點不穩(wěn)定是由于介質(zhì)溫度與調(diào)零溫度不一致時所可能發(fā)生的最大偏移，表現(xiàn)為介質(zhì)溫度從調(diào)零溫度每變化1℃時流量變化的百分比。在過程溫度與調(diào)零溫度有較大差別時，誤差將較為顯著。因此，為了減小溫度對零點穩(wěn)定度的影響，可以將儀表在工藝溫度下調(diào)零來實現(xiàn)。
3.工藝壓力的影響及修正工藝壓力的變化與溫度的變化一樣，會引起測量管剛度的改變。當介質(zhì)壓力升高時，傳感器測量管材質(zhì)變硬，增強了（測量）振動管繃緊效應(yīng)（stiffening effect）和彎曲振動管的布爾登效應(yīng)（Bourdon effect）。壓力改變引起傳感器彈性變差和結(jié)構(gòu)尺寸改變，從而影響了流量計的儀表常數(shù)。因此，測量管的材料和幾何尺寸決定著壓力對傳感器影響的大小，口徑越大，影響越大。
壓力對流量計的影響不僅是介質(zhì)壓力的波動對流量計的影響，更為突出的是工作壓力與標定壓力的較大偏差而造成的影響。目前流量計標定站的標定壓力一般設(shè)定在0.45MPa左右，但是質(zhì)量流量計安裝后實際工作壓力遠遠高于標定壓力。當工作壓力高于標定壓力時，傳感器振動管剛度的輕微變化會導(dǎo)致流量產(chǎn)生一個負向偏差，其幅度與振動管的厚度與外徑比有一定的關(guān)系，比值高影響小，比值低則影響大。小口徑的影響幾乎可以忽視，但大口徑隨著振動管的厚度與外徑比的降低，壓力效應(yīng)還是存在的。
漢森爾儀表廠家曾采用實驗的方法，測試出壓力變化對儀表測量精度的影響程度。具體方法是利用體積管流量標準裝置對一臺質(zhì)量流量計進行試驗，按照正常的檢定操作規(guī)程安裝好流量計，設(shè)定好檢定壓力，調(diào)整好流量計零點后進行標定操作，完成一次檢定過程后，重新設(shè)定檢定壓力，在新的檢定壓力下再次進行標定操作，直到完成所有壓力點的測試。表1是對一臺流量計在不同壓力下的測試數(shù)據(jù)。
從表1可以看出，壓力越大，相對誤差越大。誤差為負數(shù)，表明流量顯示值偏小。從上面的分析可以看出：壓力對質(zhì)量流量計測量值的影響是確實存在的，因此有必要加以修正。儀表廠家在制造質(zhì)量流量計時，已考慮到壓力對測量精度的影響，通過增加流量管的壁厚來降低壓力對測量精度的影響，但增加壁厚會降低扭曲靈敏度，而扭曲靈敏度的降低會降低測量精度，所以為了確保測量精度，流量管直徑和壁厚應(yīng)保持在一個最佳比例。因此，廠商是無法在制造時進行更多的技術(shù)改進來消除工作壓力對測量精度的影響的。要消除這種影響，還要在使用過程中進行修正，最簡單的方法是由供需雙方約定一個平均壓力，計算出補償后的流量系數(shù)，重新在變送器中組態(tài)，或根據(jù)流量系數(shù)的變化確定一個平均流量計系數(shù)直接對流量計結(jié)果進行修正，這在壓力波動不大的情況下是可以采用的。但是較科學(xué)和準確的辦法是在計量點配備壓力變送器，將壓力變送器測得的信號引入質(zhì)量流量計變送器中，由質(zhì)量流量計根據(jù)接收到的信號進行自動壓力補償。
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