对气体涡轮流量计仪表系数稳定性的分析.docVIP

对气体涡轮流量计仪表系数稳定性的分析 I2【.】LOGY 城市燃气2007/4(Vo1.386) 对气体涡轮流量计仪表系数稳定性的分析 天津工程师范学]~(3000721郑建梅梁永超张伟伟 天津大学机械工程学]~(3000721刘正先 摘要气体涡轮流量计是一种应用于气体输运的计量工具,仪表系数的稳定性对其计量的准确度有重要影响.本文 通过对气体涡轮流量计仪表系数不稳定原因的分析,提出了有效的解决方法,测试结果证明流量计仪表系数曲线更 加稳定.计量准确度得到提高. 关键词气体涡轮流量计仪表系数稳定性分析 1前言 气体涡轮流量计是一种速度式流量计,在国际 上已有半个世纪的工业应用历史.我国从6O年代中 期开始生产.已形成全系列化仪表.由于其较高的精 确度,良好的重复性和较宽的范围度以及维护方便 等原因.是目前流量仪表中比较成熟的高精度仪表. 我们在对气体涡轮流量计进行研制和开发过程中发 现.各型号气体涡轮流量计仪表系数普遍存在不稳 定的问题作为计量仪表,仪表系数稳定是保证不同 条件下计量精度的必要保证,为此,本文分析了气体 涡轮流量计仪表系数不稳定的原因并进行了有效改 进. 2流量计结构和工作原理 气体涡轮流量计(结构示意如图1所示)是将涡 轮置于被测流体中.当气体流经流量计时.在整流器 的作用下被整流和加速.由于涡轮的叶片与流过气 体之间存在一定夹角.气体流动对涡轮产生转动力 矩.使涡轮克服机械摩擦阻力矩和流动阻力矩而旋 转『1l试验证明.在一定流量范围内,涡轮的角速度和 通过涡轮的流量成正比涡轮的旋转带动脉冲发生 器旋转.脉冲接收装置接收脉冲发生器传递的脉冲, 还要迅速改变各国技术,管理水平的差距.向先进看 齐.为燃气工业的发展注人新的动力. (4)国际上从本世纪初已开始注意到这一发展 动向.原因是美国从上世纪末起,根据其自身的实践 经验.开展了许多研究工作,提出了整体配气管道 fDistributi0nPipelineIntegrity)的概念,类似于整体 性输气管道.将使城市配气管网的建设达到一个新 的阶段.从更广泛和更高的层次上考虑和处理安全, 效益等诸多发展中的问题在2006年23届世界燃 气大会上.有17个国家已合作研究这一课题,认为 可以分享美国的研究成果.并发表了初步的研究成 果和思路.在2009年24届世界燃气大会上将有更 多的成果出现,对整个行业的创新回起到推动作用, 值得引起注意. 参考文献 1方开泰,马毅林,吴传义,刘璋温着.数理统计与标准化[MJ. 技术标准出版社.1981.3 2于海涌,李芳.安全理论基本假说【JJ.中国工程科学.2006年 第8卷第10期. 3MelYsreos/JeremyBending(Canada/UnitedKingdom)Re— portofStudyGroup4.1”DistributionPipelineIntegrity”【RJ. 23rdWorldGasConference.June2006.Amsterdum.Netherlands. www,.CF1 9 城市燃气2007/4(Vo1.386) 图1气体涡轮流量计结构示意图 1一前导流2一叶轮3一支架4一压力传感器 5一智能积算仪6一温度传感器7一脉冲信号传感器 通过智能仪表进行换算得到实际流量. 3仪表系数的影响因素及改进 仪表系数是衡量涡轮流量计准确度和量程比的 一 个关键系数.系数取值的正确与否决定了信号接 受,转换结果与实际流量的误差大小.要使涡轮流量 计正常工作.其仪表系数K必须为一稳定的常数 值.即K应不随流量的变化而变化.但实际上涡轮 流量计的工作特性并非如此.引入仪表系数计算公 式[2]: q 兰 2x lrA去1.2Pq一1.2Pql㈩Il ,_一涡轮流量计所发出的脉冲总数 qv-一通过流量计的气体总量 Z_一涡轮的叶片个数 一 叶轮叶片与轴线的夹角 严一叶轮叶片的平均半径 A～叶轮的流通面积 一 涡轮轴与轴承之间摩擦产生的机械摩擦 阻力矩 Ta-一气体通过涡轮时对涡轮产生的流动阻力 10 矩 p-一通过涡轮流量计流体的密度 可以看出.涡轮流量计的仪表系数与涡轮的叶 片数,叶片与轴线的夹角,叶片平均半径,叶轮流通 面积,涡轮轴的机械摩擦阻力矩,气体对涡轮产生的 流动阻力矩以及被测气体密度等众多因素有直接的 关系其中气体对叶轮产生的流动阻力矩很小可以 忽略其余因素的影响我们分别从以下两方面进行 分析: f11对某一涡轮流量计产品,其几何结构如:叶 片数,叶片与轴线的夹角,叶片平均半径,叶轮流通 面积理论上应该是固定不变的.但是由于客观原因. 如叶片加工精度影响或外界温度变化等或多或少会 使同一批次产品几何参数不同目前常用的流量计 叶片材质多为聚甲醛塑料.加工方式为注塑成型聚 甲醛的线膨胀系数为1l