工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的流量檢測(cè)與儀表介紹

隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提升以及計(jì)算機(jī)微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域中各類自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)流量測(cè)量的要求日益提升，因此流量計(jì)從機(jī)械式向電子技術(shù)式發(fā)展，新型流量計(jì)不斷出現(xiàn)，流量計(jì)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮的作用也越來(lái)越大具有良好的發(fā)展前景。將圍繞流量檢測(cè)與流量?jī)x表的使用介紹一下在自動(dòng)化設(shè)備中關(guān)于流量測(cè)量的相關(guān)技術(shù)解決方案。

流量 、壓力、溫度是檢測(cè)物體的三大參數(shù)，被廣泛應(yīng)用于測(cè)量中。隨著現(xiàn)代測(cè)量方法的發(fā)展凡涉及質(zhì)量互變的過(guò)程，都需要用到流量測(cè)量，如電力 、冶金 、化工 、石油、食品等行業(yè)中流量測(cè)量便是工業(yè)測(cè)量的常見(jiàn)方法。流量?jī)x表作為是進(jìn)行流量測(cè)量的工具，根據(jù)測(cè)量原理的不同，測(cè)量?jī)x表可以分為很多種類例如：差壓式、容積式 、電磁式等，不僅結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，功能也日趨多樣。

流量?jī)x表廣泛應(yīng)用于過(guò)程控制，流量?jī)x表在過(guò)程控制中的作用是對(duì)密封管道中的流體流量進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)還將流量測(cè)量?jī)x表與調(diào)節(jié)儀表、執(zhí)行器等組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)，將流量穩(wěn)定在合適的范圍，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)程的穩(wěn)定性。因此流量測(cè)量?jī)x表在過(guò)程控制中需要滿足性能穩(wěn)定、可靠性要求、抗干擾能力強(qiáng)、影響時(shí)間短、輸出信號(hào)的多樣性等要求。下面通過(guò)流量計(jì)在油田自動(dòng)化計(jì)量系統(tǒng)中的應(yīng)用、流量計(jì)在電廠工藝系統(tǒng)中的應(yīng)用之鍋爐送風(fēng)工藝兩個(gè)方面的應(yīng)用具體了解一下流量檢測(cè)與流量?jī)x表的使用。

流量計(jì)在油田自動(dòng)化計(jì)量系統(tǒng)中的應(yīng)用

油田是應(yīng)用流量計(jì)最為廣泛的行業(yè)之一 ，主要用于產(chǎn)油量計(jì)量 、統(tǒng)計(jì)和分析，測(cè)量油井日采出量等，先進(jìn)的計(jì)量和工藝技術(shù)有利于及時(shí)了解油田開(kāi)發(fā)情況和油井儲(chǔ)層變化情況，分析油氣生產(chǎn)變化的動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步指導(dǎo)油田開(kāi)發(fā)方針。在油田的分隊(duì)計(jì)量中，采油獲得的原始來(lái)液首先經(jīng)過(guò)三相分離器分為三部分，一部分經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥后去壓氣站，一部分經(jīng)過(guò)電磁流量計(jì)去沉降罐，還有一部分經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量計(jì)去緩沖罐 。

圖 1 中，油水混合液經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量計(jì)傳感器采集油管內(nèi)的流量 、溫度和密度等參數(shù)信號(hào)，上送處理器，通過(guò)相關(guān)的微機(jī)算法，將采集到的原油和水分的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，再經(jīng)過(guò)變送環(huán)節(jié)，通過(guò)TCP／ IP以太網(wǎng)通訊，上送監(jiān)控主機(jī)，完成對(duì)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)、報(bào)表、打印等綜合管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)油水計(jì)量系統(tǒng)的監(jiān)控 。此外，在油田的轉(zhuǎn)井現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)深井普遍存在的高密度和重材料浪費(fèi)問(wèn)題，通過(guò)流量計(jì)傳感器采集和分析鉆井液黏度 、 密度和離心機(jī)性能參數(shù)的變化，經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)計(jì)算得出離心機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和相應(yīng)處理量后，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出控制，來(lái)建立控制系統(tǒng)流程，能夠有效提升重材料的回收利用率 ，節(jié)約重材料的使用費(fèi)用 。

流量計(jì)在電廠工藝系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電廠鍋爐中，流量計(jì)主要用來(lái)測(cè)量空氣 、蒸汽、鍋爐送風(fēng)等的流量 。最為常 用的流量計(jì)為旋渦流量計(jì)。旋渦流量計(jì)使用速度式原理，采用有規(guī)律的旋渦剝離現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行流量的測(cè)量，當(dāng)蒸汽、風(fēng)力等流體流過(guò)流量計(jì)的傳感器時(shí)，能夠在前部產(chǎn)生壓力大于管道靜壓的高壓區(qū)，當(dāng)流體流經(jīng)管道的加速段時(shí)，產(chǎn)生壓力小于管道靜壓的低壓區(qū) ， 并在低壓區(qū)的后部形成 一個(gè)有旋渦的真空地帶 ， 這樣就形成了壓力波動(dòng)，其波動(dòng)的頻率與氣體的流量成正比，所以通過(guò)測(cè)量這個(gè)振動(dòng)頻率并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的換算和補(bǔ)償，能夠計(jì)算出流體的流速 。

通過(guò)案例可以得出流量?jī)x表測(cè)量的精確與否，直接關(guān)系到工業(yè)控制過(guò)程的正確、穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)，與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著直接聯(lián)系，所以，掌握常見(jiàn)流量?jī)x表的原理，了解流量?jī)x表在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)提高工業(yè)自動(dòng)化水平和儀表裝備水平具有重要意義。關(guān)于自動(dòng)化設(shè)備中關(guān)于流量測(cè)量的相關(guān)技術(shù)解決方案工采網(wǎng)提供了一款新型流量計(jì)——荷蘭Swissflow低壓流量計(jì)SF800。

專利產(chǎn)品SF800是一款性價(jià)比出眾的通用型流量計(jì)，它的工作溫度范圍為-20~+ 90°C，工作壓力是16 bar（最大40 bar），流速量程為每分鐘0.5~20升。它用途廣泛，適用于多種應(yīng)用和流體。SF800整機(jī)均由化學(xué)和熱恢復(fù)力優(yōu)秀的高品質(zhì)塑料和復(fù)合材料制成。外殼材質(zhì)是PVDF（一種高級(jí)PVC）制成，而內(nèi)部轉(zhuǎn)子僅重0.04克，由一種重量極輕的液晶聚合物Vectra制成。 兩種材料都不易受水垢影響。集成PCB發(fā)出紅外信號(hào)，該信號(hào)被轉(zhuǎn)子的三個(gè)葉片中斷。SMD元件將中斷的信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖。SwissFlow流量傳感器的轉(zhuǎn)子殼體的結(jié)構(gòu)和幾何形狀使其能夠承受高壓。

荷蘭Swissflow 低壓流量計(jì) SF800參數(shù)：